"Hard-core base" para sa kagamitang semiconductor

2026-04-21

Ngayon, habang ang mga proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor ay patuloy na bumababa sa 3nm at 2nm, ang mga limitasyon sa pagganap ng mga kagamitang semiconductor ay higit na nakadepende sa pisikal na mga hangganan ng materyal. Sa ilalim ng matinding mga kondisyon sa pagtatrabaho tulad ng vacuum, mataas na temperatura, malakas na kaagnasan, at mataas na dalas ng vibration, ang mga precision ceramic na bahagi ay naging "hard-core base" upang suportahan ang paggawa ng chip dahil sa kanilang mahusay na katatagan. Ayon sa mga istatistika ng industriya, ang halaga ng precision ceramics sa semiconductor equipment ay umabot sa halos 16%. Mula sa front-end etching, thin film deposition, photolithography, hanggang sa back-end na packaging at pagsubok, ang lawak ng aplikasyon at lalim ng precision ceramics ay patuloy na lumalawak sa ebolusyon ng proseso.

1. Isang all-rounder mula sa cavity protection hanggang sa precision load bearing

Ang alumina ay kasalukuyang pinaka-tinatanggap na ginagamit at technically mature na oxide ceramic sa semiconductor equipment. Ang pangunahing bentahe nito ay mataas na tigas, mataas na temperatura na paglaban at mahusay na katatagan ng kemikal.

Sa panahon ng proseso ng pag-ukit ng plasma, ang mga bahagi sa loob ng lukab ay nahaharap sa matinding pagguho ng mga halogen gas. Ang high-purity alumina ceramics ay nagpapakita ng napakalakas na resistensya sa kaagnasan. Kasama sa mga karaniwang aplikasyon ang etch chamber liners, plasma gas distribution plates, gas nozzles, at retaining rings para hawakan ang mga wafer. Upang higit na mapabuti ang pagganap, ang mga proseso ng cold isostatic pressing at hot pressing sintering ay kadalasang ginagamit sa industriya upang matiyak ang pagkakapareho ng panloob na microstructure ng materyal at maiwasan ang kontaminasyon ng wafer na dulot ng pag-apaw ng karumihan.

Bilang karagdagan, sa pag-unlad ng mga optical application, ang mga transparent na alumina ceramics ay gumaganap din nang maayos sa larangan ng mga semiconductor observation windows. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na materyales ng quartz, ang YAG ceramics o high-purity alumina ceramics ay nagpapakita ng mas mahabang buhay sa mga tuntunin ng paglaban sa pagguho ng plasma, na epektibong nilulutas ang sakit na punto ng pagkubli sa window ng pagmamasid dahil sa pagguho, at sa gayon ay nakakaapekto sa pagsubaybay sa proseso.

2. Peak performance ng thermal management at electrostatic adsorption

Kung ang alumina ay isang "unibersal" na manlalaro, kung gayon ang aluminum nitride ay isang "espesyal na puwersa" para sa mga sitwasyong may mataas na kapangyarihan at mataas na init.

Ang paggawa ng semiconductor ay lubhang sensitibo sa kontrol ng "init". The thermal conductivity of aluminum nitride ceramics is usually 170-230 W/(m·K), which is much higher than that of alumina. Higit sa lahat, ang koepisyent ng pagpapalawak ng thermal nito ay lubos na naitugma sa isang materyal na kristal na silikon. Ginagawa ng property na ito ang aluminum nitride na materyal na pinili para sa mga electrostatic chuck at heating pad. Sa panahon ng pagpoproseso ng 12-inch na mga wafer, kailangang mahigpit na i-adsorb ng mga electrostatic chuck ang mga wafer sa pamamagitan ng Coulomb force o Johnson-Laback effect, habang nagsasagawa ng tumpak na kontrol sa temperatura. Ang mga aluminyo nitride ceramics ay hindi lamang makatiis sa mataas na dalas at mataas na boltahe na mga patlang ng kuryente, ngunit nagpapanatili din ng napakataas na dimensional na katatagan sa panahon ng mabilis na pagtaas ng temperatura at paglamig, na tinitiyak na ang wafer ay hindi nagbabago o kumiwal.

Sa larangan ng optical communications, na may explosive demand para sa 800G at kahit 1.6T high-speed optical modules sa AI at data centers, ang aluminum nitride multi-layer thin at thick film substrates ay nag-udyok din sa explosive growth. Nagbibigay ito ng mahusay na pag-aalis ng init at proteksyon ng air-tight sa high-frequency at high-speed signal transmission, at isang kailangang-kailangan na pisikal na suporta para sa proseso ng packaging.

3. Matibay na suporta ng micro world

Ang mga precision ceramics ay madalas na pinupuna dahil sa pagiging "malutong", ngunit sa proseso ng back-end ng semiconductor, nilulutas ng zirconia ang problemang ito sa pagiging matigas ng "ceramic steel".

Ang toughening effect na ginawa ng phase transformation process ng zirconia ceramics ay nagbibigay dito ng napakataas na baluktot na lakas at wear resistance. Ang tampok na ito ay epitomized sa ceramic cleaver. Ang ceramic riving knife ay ang core consumable sa proseso ng wire bonding. Sa ilalim ng reciprocating impact ng ilang beses bawat segundo, ang mga ordinaryong materyales ay madaling maputol o masira. Ang alumina ay pinahusay ng zirconium doping

Ang materyal ay may densidad na hanggang 4.3g/cm³, na lubos na nagpapabuti sa buhay ng riving knife tip at tinitiyak ang pagiging maaasahan ng gold o copper wire bonding.

4. Ang paglipat sa pagitan ng domestic substitution at high purification

Mula sa isang pandaigdigang pananaw, ang high-end na merkado para sa precision ceramics ay matagal nang pinangungunahan ng mga kumpanyang Japanese, American, at European. Ang akumulasyon ng mga kumpanyang Hapones sa mga electronic ceramic powder at mga proseso ng paghuhulma ay nagbibigay-daan sa kanila na mapanatili ang mga pakinabang sa mga ceramic substrates at pinong mga bahagi ng istruktura, habang ang Estados Unidos ay sumasakop sa isang mahalagang posisyon sa larangan ng mataas na temperatura na istruktura na mga ceramics tulad ng silicon carbide at silicon nitride.

Nakatutuwa na ang industriya ng domestic precision ceramics ay dumadaan sa isang kritikal na yugto mula sa "catching up" hanggang sa "running parallel". Sa mga tuntunin ng teknolohiya sa paghubog, ang mga proseso tulad ng tape casting, injection molding, at gel injection molding ay naging mature na. Sa larangan ng teknolohiya ng sintering, ang domestic large-size na gas pressure sintering (GPS) na silicon nitride ceramics ay nakalusot sa teknikal na blockade at nakamit ang domestic substitution.

Para sa mga inhinyero ng kagamitan at mga tauhan sa pagkuha, ang mga teknikal na alalahanin sa hinaharap ay tututuon sa sumusunod na tatlong dimensyon: Ang una ay napakataas na paglilinis , ang localized na paghahanda ng 5N (99.999%) grade powder ay magiging susi sa pagbabawas ng mga panganib sa supply chain; Ang pangalawa ay Functional na pagsasama , tulad ng mga kumplikadong pinagsamang ceramic na bahagi na may mga sensor channel at heating loops, ay maglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa additive manufacturing (3D printing) ceramic technology; Ang pangatlo ay Malaking sukat , na may ganap na katanyagan ng prosesong 12-pulgada, kung paano masisiguro ang kontrol sa pagpapapangit ng malalaking sukat na mga bahagi ng seramik (tulad ng mga suction cup na higit sa 450mm) sa panahon ng proseso ng sintering ay ang pinakahuling pagpapahayag ng mga kakayahan sa proseso.

Konklusyon

Ang mga advanced na precision ceramics ay hindi lamang mga structural na bahagi ng semiconductor equipment, kundi pati na rin ang pangunahing variable na tumutukoy sa proseso ng ani. Mula sa proteksyon ng etching cavity, hanggang sa temperatura control ng electrostatic chuck, hanggang sa heat dissipation ng packaging substrate, ang kadalisayan ng bawat ceramic particle at ang pagbabagu-bago ng bawat sintering curve ay malapit na nauugnay sa pagganap ng chip.

Sa konteksto ng "ligtas at nakokontrol" na kadena ng industriya ng semiconductor, naging isang pinagkasunduan para sa mga tagagawa ng kagamitan na pahusayin ang kanilang pangunahing pagiging mapagkumpitensya sa pamamagitan ng pagpili ng mga kasosyo na may malalim na background sa pananaliksik at pag-unlad ng materyal at mga kakayahan sa pagproseso ng katumpakan.

Pagkonsulta sa negosyo at teknikal na suporta

Malalim kaming nasangkot sa larangan ng precision ceramics sa loob ng maraming taon at nakatuon sa pagbibigay sa mga tagagawa ng kagamitan sa semiconductor ng mga one-stop na solusyon para sa high-purity alumina, aluminum nitride, zirconia at silicon carbide ceramics.

Kung ikaw ay nakaharap:

Ang problema ng maikling bahagi ng buhay sa matinding plasma na kapaligiran

Thermal bottleneck sa high-power na packaging

Domestic substitution verification ng precision ceramic parts

Maligayang pagdating upang i-scan ang QR code sa ibaba upang isumite ang iyong mga kinakailangan online. Ang aming mga senior application engineer ay magbibigay sa iyo ng teknikal na payo at materyal na mga solusyon sa pagsusuri sa loob ng 24 na oras.