Конзолно лопатче од силициум карбид

Конзолното лопатче од силициум карбид е високо-перформансна индустриска компонента базирана на технологијата Reaction Bonded SiC (RBSiC). Дизајнирано за сурови сценарија како што се обработка на полупроводнички плочки, премачкување на фотоволтаични ќелии и таложење на хемиска пареа (CVD) на висока температура. Неговата единствена конзолна структура со една рака, во комбинација со екстремните карактеристики на отпорност на силициум карбид, сè уште може да одржува точност на деформација на милиметарско ниво во континуирана средина со висока температура од 1350℃, станувајќи револуционерно решение за замена на традиционалниот кварц, метални легури и други материјали.

Материјален пробив: Инженерска реконструкција на силициум карбид

1. Микро чудо од процесот на реактивно синтерување

Околу 10-15% слободна силициумска фаза се формира на границата на зрната на конзолното лопатче преку процесот на реактивно синтерување на силициумскиот растоп кој продира во предформата на SIC, формирајќи тродимензионална преклопна структура. Оваа микроструктура му дава густина од 3.02 g/cm³, порозност помала од 0.1% и цврстина на свиткување до 250 MPa (20 ℃), додека одржува мала тежина (40% помалку од не'рѓосувачкиот челик), додека одржува модул на еластичност од 300 GPa дури и на 1200 ℃.

2. Крајната рамнотежа на термодинамичките параметри

Коефициентот на термичка експанзија (CTE) на конзолата е прецизно контролиран на 4.5×10-6K-1, што е во голема мера усогласено со материјалот за обложување на опремата LPCVD (хемиско таложење на пареа со низок притисок) за да се намали напрегањето на интерфејсот предизвикано од термичко несовпаѓање. Неговата топлинска спроводливост достигнува 45 W/(m·K) на 1200℃, што може брзо да апсорбира топлина и да избегне локално прегревање, а со патентираниот дизајн на низата отвори за дисипација на топлина, температурната разлика на послужавникот за плочки е помала од 2℃/m².

Техничка предност: Скокот од лабораторија до масовно производство

1. Автоматски адаптивен дизајн

Површината на товарење на конзолната лопатка има модуларна прозорска структура (точност на отворот ±0.05 mm), која поддржува систем за фаќање со 12 оски опремен со плочки од 150-300 mm и компатибилен со роботската рака. Фиксните краеви се опремени со градиентна дебелина на ѕидот (δ₁=8.6 mm до δ₁ 4.8 mm) за да се обезбеди структурна цврстина и да се намали вкупната тежина за 22% во ₃ за да се задоволат барањата за динамичка стабилност кај брзите менувачи.

2. Револуција во контролата на загадувањето

Со in-situ генерирање на слој за пасивација од 2-5μm SiO₂ на површината, конзолното сечило во корозивна атмосфера што содржи Cl₂, HF, метални јони таложење е помало од 0.1 ppb, што е 3 реда на големина помало од материјалот од алумина. По 1000 тестови на циклуси на висока температура, бројот на површински честички што паѓаат е секогаш помал од 5/m2, исполнувајќи ги барањата за чистота од Класа 10 за производство на полупроводници.

Брза детали:

1. Други имиња: Лопатка за пренос на плочка на висока температура; RBSiC конзолно возило; Обложена конзолна платформа; SiC монолитна конзола.

2. Апликација: 

Производство на полупроводници: Транспортни плочки во дифузни печки, печки за жарење, печки за оксидација и друга опрема.

Фотоволтаичен слој: Поддржува транспорт на плочка од TOPCon/HJT ќелија PECVD процес,

3. Основни параметри: Јачината на свиткување е 380 MPa (собна температура) → 280 MPa (1400℃), коефициентот на термичка експанзија е 4.2×10⁻⁶/℃, а стапката на корозија од 40% HF е помала од 0.008 mm/год. Инертна атмосфера континуирана употреба 1600℃, оксидациска средина 1400℃, поддржува 1400℃↔25℃ циклус на термички шок 500 пати.

Производство на полупроводнички плочки

Решетка за плочки од дифузиона печка: Во процесот на допирање со фосфор/бор, силиконската плочки од 300 mm е подложена на термичка обработка од 1250℃/8 часа, а променливата форма е помала од 0.1 mm/m.

Послужавник за епитаксијален раст: За MOCVD таложење на SiC епитаксијални слоеви, поддржувајќи наноскално позиционирање на плотни под вакуум од 10-6 Torr.

Производство на фотоволтаични ќелии

PERC слој возило: подложено на плазма бомбардирање од 800℃ во PECVD опрема, работниот век е повеќе од 5000 пати, 8 пати поголем од графитните материјали.

TOPCon ласерско синтерување: Со ласерски систем со ширина на импулсот од 10ns, точноста на селективното синтерување на задниот слој од поликристален силициум се постигнува со ±3μm.

1. Субверзивен пробив во својствата на материјалите

Конзолниот пропелер од силициум карбид користи технологија на реактивно синтерување на силициум карбид (RBSiC) и продира во матрицата на силициум карбид низ силициумскиот стопен материјал за да се постигне густа структура со порозност < 0.5%. Неговата цврстина на свиткување е висока до 380 MPa (собна температура), а сепак одржува цврстина од 280 MPa на максимална температура од 1400℃.

2. Стабилност во екстремни средини

Отпорност на висока температура: континуирана работна температура до 1600℃ (инертна атмосфера), краткорочна отпорност на моментална висока температура од 1800℃ (како што е процесот на ласерско синтерување), без ризик од омекнување или деформација.

Отпорност на корозија: Стапката на корозија на силни киселини како што се HF, HCl и H₂SO₄ е < 0.01 mm/год. Животниот век во CVD реакционите комори што содржат Cl₂/O₂ е зголемен за 5-8 пати во споредба со графитните материјали.

Отпорност на термички шок: Поддржува циклус на брза промена на температурата од 1400℃ ↔ 25℃ (ΔT=1375℃), без пукање или слабеење на цврстината по 500 циклуси.