Mandril de baleiro baseado en carburo de silicio (SiC) para ambientes de alta temperatura e plasma
O mandril cerámico baseado en SiC de St.Cera está fabricado con carburo de silicio de alta pureza (lote S1111, SiC 99,72 %, Si libre 0,05 %). Ofrece unha resistencia á flexión medida de 449 MPa, unha tenacidade á fractura de 3,12 MPa·m¹/² e un módulo elástico de 457 GPa. A condutividade térmica típica do material (120–150 W/m·K) e a baixa expansión térmica (4,0–4,5×10⁻⁶/℃) permiten un rápido aumento da temperatura e unha deformación mínima da oblea durante o ciclo térmico. O mandril pódese configurar como un mandril de baleiro poroso (fluxo uniforme de gas) ou un mandril estándar ranurado. Cunha temperatura máxima de uso de 1600–1700 °C (sen carga) e unha excepcional resistencia á erosión por plasma, este mandril é ideal para o procesamento de obleas a alta temperatura (recocido, RTP) e cámaras de gravado agresivas onde os mandriles de alúmina se degradan.
Especificacións(baseado no informe de probas de SiC S1111 subministrado e nos valores típicos)):
| Propiedade | Valor |
| Material | SiC (99,72 % SiC, 0,05 % Si libre) |
| Densidade | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Absorción de auga | 0% |
| Resistencia á flexión | 449 MPa |
| Tenacidade á fractura | 3,12 MPa·m¹/² |
| Módulo elástico | 457 GPa |
| Dureza Vickers | 25–28 GPa |
| Condutividade térmica | 120–150 W/m·K |
| CTE (25–1000 °C) | 4,0–4,5×10⁻⁶/℃ |
| Temperatura máxima de uso (sen carga) | 1600–1700 °C |
| Planitude (máis de 300 mm) | ≤5 μm |
| Acabado superficial | Ra ≤0,4 μm (lapeado) |
Aplicacións:
● Suxeición a alta temperatura (recocido, RTP, crecemento epitaxial)
● Mandril de gravado por plasma con alta resistencia ao flúor
● Manexo de obleas finas con quecemento/arrefriamento uniformes
● Mandril poroso para soporte de obleas sen contacto
Fabricación:
Sinterización de SiC → rectificado de precisión da planitude e do perfil da superficie → formación opcional de estrutura porosa (para o mandril de baleiro) → lapeado → limpeza por ultrasóns. Cada mandril é inspeccionado ao 100 % para comprobar a súa planitude (interferómetro láser) e a súa uniformidade de baleiro (proba de fluxo).
Control de calidade:
● Comprobación dimensional da CMM (diámetro, grosor, posicións dos orificios)
● Medición de planitude segundo ASTM
● Proba de fugas de helio (para mandriles de baleiro)
● Verificación da resistencia á flexión por lote (ref. informe de proba)
Vantaxes sobre os mandriles de alúmina:
● Maior condutividade térmica (120–150 fronte a 32 W/m·K para a alúmina): transferencia de calor 4 veces máis rápida
● CTE máis baixo (4,0 fronte a 7,2 × 10⁻⁶/℃): reduce a tensión térmica da oblea
● Resistencia superior ao plasma: vida útil 10 veces maior no gravado con flúor
● Temperatura máxima de uso máis alta (1600 °C fronte a 800 °C para a alúmina)
Personalización:
● Superficie porosa ou con ranuras
● Diámetro 100–450 mm, redondo ou cadrado
● Anel de selado de bordos ou particións de baleiro por zona
● Opción de soporte metálico para unha montaxe de alta rixidez
Todos os datos mecánicos anteriores proceden do informe de probas subministrado (lote S1111). Os valores térmicos e de dureza son típicos para este grao de SiC. Os mandriles porosos de SiC requiren un procesamento adicional; consulte a dispoñibilidade específica de porosidade e tamaño de poro.
