Ceramica di allumina: un materiale chiave indispensabile nel campo della produzione di precisione di fascia alta
Negli ultimi anni, le macchine litografiche sono diventate un termine di moda, attirando notevole attenzione sia all'interno che all'esterno del settore. Quando si parla di macchine litografiche, il primo pensiero va al carburo di silicio (SiC). Come materiale semiconduttore di terza generazione, il carburo di silicio si è rapidamente affermato come uno dei materiali più richiesti.
Tuttavia, in realtà, all'interno del sistema di apparecchiature su larga scala delle macchine litografiche, c'è un altro tipo di materiale chiave che svolge silenziosamente un ruolo cruciale:ceramiche di alluminaSe il carburo di silicio è un nuovo partner nel campo dei semiconduttori, allora la ceramica di allumina è senza dubbio un veterano e un elemento portante nel campo dei materiali elettronici. Grazie alle sue eccellenti prestazioni complessive, la ceramica di allumina è diventata uno dei materiali preferiti per componenti strutturali chiave in molti dispositivi ad alta precisione.
❶Tecnologia di preparazione dei componenti chiave
L'industria dei circuiti integrati (IC) è un settore strategico che riguarda l'economia, la politica e la sicurezza della difesa nazionale. Oltre alla progettazione avanzata e alle tecnologie di controllo di precisione, lo sviluppo di apparecchiature chiave per circuiti integrati è fortemente limitato anche dalla tecnologia di preparazione dei componenti chiave, che influisce seriamente sul processo di localizzazione delle apparecchiature di produzione avanzate per circuiti integrati.
❷Le ceramiche di allumina sono ampiamente utilizzate nel campo degli strumenti di precisione di fascia alta
Le ceramiche di allumina possiedono un elevato modulo elastico e una rigidità specifica, non sono soggette a deformazione e presentano un basso coefficiente di dilatazione termica, oltre a un'elevata stabilità termica. Essendo un eccellente materiale strutturale, sono ampiamente utilizzate in settori come l'industria aerospaziale, l'ingegneria petrolchimica, la produzione di macchinari, l'industria nucleare e la microelettronica.
Tuttavia, poiché il legame atomico dei materiali ceramici di allumina è principalmente costituito da legami ionici con alcuni legami covalenti, essi presentano un'elevatissima durezza e una notevole fragilità, rendendone difficile la lavorazione meccanica di precisione. Inoltre, l'allumina ha un punto di fusione elevato, che rende difficile ottenere una sinterizzazione densa e quasi netta. Pertanto, la preparazione di componenti strutturali cavi speciali in allumina di grandi dimensioni e di forma complessa con elevata precisione è piuttosto impegnativa, il che limita l'ampia applicazione delle ceramiche di allumina nella produzione di apparecchiature di fascia alta come i circuiti integrati.
❸Le guide in ceramica di allumina contribuiscono a ottenere precisione di movimento e stabilità a lungo termine
Nelle apparecchiature ad altissima precisione come le macchine litografiche, le guide in ceramica di allumina svolgono un ruolo cruciale. Sono componenti fondamentali che consentono all'apparecchiatura di ottenere movimenti ultra-precisi su scala nanometrica con elevata velocità, ampia corsa e sei gradi di libertà, oltre a stabilità a lungo termine.
Ottieni un movimento su scala nanometrica ultra-veloce e ultra-stabile
La fase del pezzo in lavorazione di una macchina litografica deve muoversi con una maschera o un wafer ad accelerazioni e velocità estremamente elevate e arrestarsi con precisione in un punto di posizionamento su scala nanometrica in un istante.
Le ceramiche di allumina hanno un elevato modulo elastico, il che significa che subiscono una deformazione minima sotto carico. Se utilizzate come guide, possono fornire un riferimento estremamente stabile per l'intero sistema di movimento, resistere alla deformazione indotta dalla forza causata dall'accelerazione del movimento e garantire la rettilineità e la planarità della traiettoria.
Fornire proprietà termomeccaniche stabili
Durante il funzionamento di una macchina litografica, componenti come motori e driver generano calore, causando lievi fluttuazioni della temperatura ambiente. La dilatazione termica di qualsiasi materiale porta direttamente a errori di posizionamento. Rispetto alla maggior parte dei metalli (ad esempio, l'alluminio aerospaziale) e al granito, le ceramiche di allumina presentano un coefficiente di dilatazione termica inferiore. Ciò significa che, a parità di fluttuazioni di temperatura, la deformazione delle guide in ceramica è molto inferiore rispetto a quella delle guide in altri materiali, fornendo un riferimento termomeccanico più stabile e affidabile per l'intero sistema di movimento.
Eccellente stabilità chimica e fisica
Le ceramiche di allumina presentano eccellenti prestazioni sotto vuoto, resistenza alla corrosione e buone proprietà isolanti, il che le rende particolarmente adatte all'uso come componenti strutturali isolanti e parti di camere a vuoto in semiconduttori e dispositivi optoelettronici, garantendo l'affidabilità a lungo termine delle apparecchiature.