Vakuové upínače na bázi karbidu křemíku (SiC) pro vysokoteplotní a plazmová prostředí
Keramický upínač St.Cera na bázi SiC je vyroben z vysoce čistého karbidu křemíku (šarže S1111, SiC 99,72 %, volný Si 0,05 %). Dosahuje naměřené pevnosti v ohybu 449 MPa, lomové houževnatosti 3,12 MPa·m¹/² a modulu pružnosti 457 GPa. Typická tepelná vodivost materiálu (120–150 W/m·K) a nízká tepelná roztažnost (4,0–4,5×10⁻⁶/℃) umožňují rychlé zvyšování teploty a minimální deformaci destičky během tepelného cyklování. Upínač lze konfigurovat jako porézní vakuový upínač (rovnoměrné proudění plynu) nebo drážkovaný standardní upínač. Díky maximální provozní teplotě 1600–1700 °C (bez zátěže) a výjimečné odolnosti proti plazmové erozi je tento upínač ideální pro vysokoteplotní zpracování destiček (žíhání, RTP) a agresivní leptací komory, kde dochází k degradaci upínačů z oxidu hlinitého.
Specifikace(na základě dodané zkušební zprávy SiC S1111 a typických hodnot)):
| Vlastnictví | Hodnota |
| Materiál | SiC (99,72 % SiC, 0,05 % volného Si) |
| Hustota | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Absorpce vody | 0% |
| Pevnost v ohybu | 449 MPa |
| Lomová houževnatost | 3,12 MPa·m¹/² |
| Modul pružnosti | 457 GPa |
| Tvrdost podle Vickerse | 25–28 GPa |
| Tepelná vodivost | 120–150 W/m·K |
| Součinitel tepelné roztažnosti (25–1000 °C) | 4,0–4,5×10⁻⁶/℃ |
| Maximální provozní teplota (bez zatížení) | 1600–1700 °C |
| Rovinnost (nad 300 mm) | ≤5 μm |
| Povrchová úprava | Ra ≤0,4 μm (lapováno) |
Aplikace:
● Vysokoteplotní upínání (žíhání, RTP, epitaxní růst)
● Plazmové leptací sklíčidlo s vysokou odolností proti fluoru
● Manipulace s tenkými destičkami s rovnoměrným ohřevem/chlazením
● Porézní upínací prvek pro bezkontaktní uchycení destiček
Výrobní:
Slinování SiC → přesné broušení rovinnosti a profilu povrchu → volitelné vytváření porézní struktury (pro vakuové sklíčidlo) → lapování → ultrazvukové čištění. Každé sklíčidlo je 100% kontrolováno na rovinnost (laserový interferometr) a vakuovou rovnoměrnost (zkouška průtoku).
Kontrola kvality:
● Kontrola rozměrů (průměr, tloušťka, umístění otvorů) na souřadnicovém měřicím stroji (CMM)
● Měření rovinnosti dle ASTM
● Zkouška těsnosti héliem (pro vakuové upínače)
● Ověření pevnosti v ohybu pro každou šarži (viz zkušební protokol)
Výhody oproti hlinitým upínačům:
● Vyšší tepelná vodivost (120–150 oproti 32 W/m·K u oxidu hlinitého) – 4× rychlejší přenos tepla
● Nižší součinitel tepelné roztažnosti (4,0 oproti 7,2×10⁻⁶/℃) – snižuje tepelné namáhání destičky
● Vynikající odolnost vůči plazmatu – 10× delší životnost při leptání fluorem
● Vyšší maximální provozní teplota (1600 °C oproti 800 °C pro oxid hlinitý)
Přizpůsobení:
● Porézní nebo rýhovaný povrch
● Průměr 100–450 mm, kulatý nebo čtvercový
● Těsnicí kroužek na okrajích nebo zónové vakuové přepážky
● Kovová podložka pro vysoce pevnou montáž
Všechny výše uvedené mechanické údaje pocházejí z dodaného zkušebního protokolu (šarže S1111). Tepelné hodnoty a hodnoty tvrdosti jsou typické pro tento druh SiC. Porézní sklíčidla SiC vyžadují dodatečné zpracování; informujte se prosím o dostupnosti konkrétní poréznosti a velikosti pórů.
