半導体および精密機器メーカーは、極めて高い寸法精度、クリーンさ、耐摩耗性、熱安定性を兼ね備えた部品を求めています。セラミック機械部品これらの要求はほとんどの金属やポリマーよりも優れており、ウェハー取り扱い、真空チャンバー、流体システム、試験治具に欠かせません。
この記事では、使用の主な利点について説明しますceramic mechanical parts半導体および精密機器の応用において、そして材料やサプライヤーを選ぶ際に工学者が考慮すべきことについて。
図1:精密給餌作業場が一貫したセラミック原料配合を確保する
図2:高精度加工用の高トン数ドライプレスによる近正味セラミックブランク成形
なぜセラミック機械部品が半導体や精密機器で優れているのか
クリーンルームや精密環境では、部品の故障はコストがかかります。 微細な摩耗物や熱的歪み、化学的攻撃でも、ウェハーの一括を台無しにしたり、キャリブレーションを狂わせたりすることがあります。精密セラミック部品これらの問題は、一意の性質の組み合わせで解くことができます。
1
ミクロンレベルの精密
高度な研削、CNC加工、CIMにより、半導体金型に必要な厳密な公差や複雑な形状が可能になります。 探索精密セラミック工学能力。
2
卓越した耐摩耗性
高い硬度は粒子生成を減らし、スライド、回転、インデックス機構での耐用年数を延ばします。 どうやって耐摩耗セラミック部品金属を上回る性能です。
3
化学的および腐食の不活性性
セラミックスはエッチング、洗浄、堆積ツールに使用される酸、溶剤、プロセスガスに耐性があります。セラミック機械部品金属が腐食する部分の完全性を保ちましょう。
4
熱安定性
低い熱膨張と高い温度強度により、プラズマ、焼成、熱サイクルプロセス中に寸法を安定させます。
5
電気絶縁
高い誘電強度により、セラミックは帯電したウェハーや電極近くの治具、ガイド、スペーサーに理想的です。
6
低粒子生成
密で細粒の表面は汚染を最小限に抑え、感度の高いウェハー、光学部品、コーティングを保護します。
精密機器の材料比較
エンジニアは通常、ジルコニア、窒化シリコン、アルミナ、高性能金属の中から選択します。 以下の表は、陶器がどこに導くかを示しています。
| 財産 |
ジルコニアセラミック |
窒化シリコン |
アルミナセラミック |
硬化鋼 |
| 硬度 |
素晴らしい |
素晴らしい |
とても良い |
中程度 |
| 靭性 |
非常に高い |
ハイ |
中程度 |
ハイ |
| 熱膨張 |
低め |
非常に低い |
低め |
ハイ |
| 耐食性 |
素晴らしい |
素晴らしい |
とても良い |
限定 |
| 最適アプリケーション |
バルブ、シール、ガイド、プランジャー |
ベアリング、高速スピンドル |
絶縁体、治具、低価格部品 |
一般的な機械構造 |
材料の選択について詳しく知りたい方は、以下をご覧ください半導体製造における窒化シリコンおよび次世代の材料革新を推進する先進セラミックス.
図3:プロセスルーティングカードはすべての作業を追跡し、完全な品質トレーサビリティを確保しています
半導体および精密機器の応用
ウェハーの取り扱いと位置設定
セラミックエンドエフェクター、ガイド、ピンは、傷や金属汚染なくウェハーを動かします。 低い熱膨張により、温度サイクルを通じてピック&プレイスの精度が安定します。
真空およびプロセスガスシステム
腐食性ガスにさらされたバルブコア、シール、ノズルはセラミックの化学的不活性性の恩恵を受けます。 詳しくはこちらをご覧ください精密ジルコニアバルブコア流量制御のために。
光学および計測器具
寸法的に安定したセラミックマウントとスペーサーは、熱変化のある環境でもレンズ、ミラー、センサーを長時間にわたり整列させます。
テストソケットとプロービングステーション
高い剛性と電気絶縁性により、セラミックスはIC試験におけるテストソケット、プローブガイド、接点板に理想的です。
関連文献:精密射出成形ジルコニア構造部品, ジルコニアセラミックシール、およびジルコニアセラミックシャフト.
精密使用のためのセラミック機械部品の選定
- 動作条件を定義する— 温度範囲、化学薬品、負荷、速度、必要な清掃クラス。
- セラミックグレードを選んでください— 衝撃と摩耗のためのジルコニア、熱衝撃と速度のため窒化シリコン、断熱性と経済性のためのアルミナ。
- 公差と表面仕上げを指定してください— 精密機器は摩擦や汚染を最小限に抑えるために、しばしばミクロンの公差や研磨面を必要とします。
- トレーサビリティの検証— すべての部品は、CRACのプロセスカードに示されているように、原材料のバッチ、プロセスルーティング、検査記録にリンクされているべきです。
- 精密さに対応できるサプライヤーと提携しましょう— ISOレベルの検査、CIM能力、実証済みの半導体経験を求めてください。
サプライヤー評価に関するガイダンスについては、こちらをご覧ください精密セラミック製造の主要技術.
結論
セラミック機械部品は、半導体および精密機器メーカーに寸法安定性、耐摩耗性、化学的不活性性、清潔性を提供します 要求の高いプロセス。 ウェハー取り扱い、CMP、真空システム、精密ポンプのいずれの用途であっても、適切なセラミックグレードと有能な製造パートナーの選択は、歩留まり、稼働時間、 製品の信頼性。
半導体や精密機器用のセラミック部品を指定する場合は、まず材料を運転環境に合わせ、サプライヤーを許容範囲に合わせてから始めてください。 トレーサビリティの要件。
半導体および精密装置向けソースセラミック機械部品
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