Céramique Semicorex appliquée au traitement des semi-conducteurs

Avec les progrès de la technologie, les produits intelligents tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs, les véhicules électriques et les robots sont désormais intégrés dans la vie des gens. Ces produits contiennent un grand nombre de puces semi-conductrices et leur fabrication nécessite des équipements semi-conducteurs, tels que des machines de gravure, des machines de lithographie et des implanteurs d'ions. L'ouverture d'un dispositif semi-conducteur révèle que la plupart de ses composants sont des pièces en céramique. Les pièces en céramique possèdent d'excellentes propriétés telles qu'une résistance aux températures élevées, une résistance à la corrosion, une haute précision et une résistance élevée, ce qui les rend bien adaptées à une utilisation dans les équipements semi-conducteurs. La plupart des pièces en céramique, en tant que composants clés dans les processus de fabrication de semi-conducteurs, entrent directement en contact avec la tranche, permettant un contrôle de haute précision ainsi qu'un chauffage et un refroidissement rapides de la température de la surface de la tranche.

Les pièces en céramique semi-conductrice appartiennent aux céramiques avancées et les matériaux céramiques impliqués comprennent généralement l'alumine, le carbure de silicium, le nitrure d'aluminium, le nitrure de silicium et l'oxyde d'yttrium. Les méthodes de formation de produits céramiques comprennent généralement le pressage à sec, le moulage en bande, le moulage par injection, le pressage isostatique à chaud, le pressage isostatique à froid, le moulage en barbotine, le moulage par extrusion, le moulage sous pression à chaud, le moulage en gel et le moulage par solidification directe.

1. Pressages à sec

Le pressage à sec est un procédé courant pour fabriquer des composants semi-conducteurs. Ce processus consiste principalement à verser de la poudre granulée avec une distribution granulométrique appropriée dans une cavité de moule métallique, en appliquant une pression avec une tête de pression. La tête de pression se déplace dans la cavité du moule, transférant la pression aux particules de poudre et les compactant, formant finalement une ébauche de céramique avec une forme et une résistance spécifiques.

2. Casting

La coulée est une technologie de formage humide capable de produire des ébauches de céramique d'une épaisseur allant de plusieurs dizaines de micromètres à quelques millimètres en un seul processus. Une suspension céramique présentant une bonne viscosité et une bonne dispersion s'écoule de la rainure de suspension d'une machine de coulée sur un substrat. La bouillie s'étale et, sous la tension superficielle, une ébauche à surface supérieure lisse se forme. Le flan ainsi que le substrat sont envoyés dans une chambre de séchage. Après évaporation du solvant, un liant organique forme un réseau entre les particules de céramique, créant ainsi une ébauche dotée d'une certaine résistance et flexibilité. Le flan séché est décollé du substrat et enroulé pour une utilisation ultérieure. Un traitement ultérieur, tel que la découpe, l'estampage et le perçage, suivi d'une cuisson, complète le processus de fabrication du produit.

3. Moulage par injection

Le moulage par injection est une nouvelle technologie de fabrication de pièces en céramique. Son processus de production comprend principalement quatre étapes : préparation du matériau d'injection, moulage par injection, déliantage et frittage. Il est couramment utilisé pour fabriquer de petites pièces en céramique présentant des géométries complexes et des exigences particulières.

4. Pressage isostatique

Le pressage isostatique comprend le pressage isostatique à chaud et le pressage isostatique à froid. Le pressage isostatique peut transmettre la pression dans toutes les directions, assurant ainsi la densification du matériau en feuille.

1) Processus de pressage isostatique à chaud

Cette méthode améliore la diffusion atomique à haute température et pression, provoquant la migration des pores de la céramique vers les joints de grains ou la surface de la pièce, réduisant ou éliminant ainsi la porosité. Le pressage isostatique à chaud utilise des unités d'enroulement précontraintes à parois minces, permettant un refroidissement uniforme et rapide, améliorant considérablement l'efficacité de la production par rapport au refroidissement naturel.

2) Processus de pressage isostatique à froid

Cette méthode applique 100 à 600 MPa sur une poudre de céramique ou de métal à température ambiante ou à des températures légèrement plus élevées (<93 ℃) pour obtenir un « corps vert », qui est ensuite fritté jusqu'à sa résistance finale.

5. Coulée par glissement

La coulée en barbotine est une méthode de moulage couramment utilisée dans la production de céramique à grande échelle. Il s'agit d'injecter un coulis à haute teneur en solides et de bonne fluidité dans un moule en plâtre poreux. En raison de l'aspiration capillaire du moule poreux, l'eau est aspirée de la boue par la paroi interne du moule, formant un corps vert solidifié le long de la paroi du moule. Une fois que le corps vert a atteint une certaine résistance, il peut être démoulé.

6. Moulage par extrusion

Le moulage par extrusion consiste à mélanger de la poudre céramique, de l'argile ou un liant organique et de l'eau, un pétrissage répété, un dégazage sous vide et un vieillissement pour donner au corps vert extrudé une bonne plasticité et uniformité. Ensuite, sous l'action d'une vis d'extrusion ou d'un piston, il est extrudé à travers une filière au niveau de la buse de l'extrudeuse pour obtenir la forme de produit souhaitée.

7. Coulée à chaud

Le moulage par presse à chaud utilise principalement la propriété de la cire de paraffine qui fond lorsqu'elle est chauffée et se solidifie lors du refroidissement. La poudre de céramique et la cire de paraffine chaude sont uniformément mélangées pour former une suspension fluide. Sous une certaine pression, la boue est injectée dans un moule métallique pour former un corps vert. Après refroidissement et solidification, le corps cru est démoulé et retiré. Le corps vert est ensuite découpé, déciré à haute température et enfin fritté pour produire le produit fini.

8. Coulée de gel

Le moulage de gel consiste à disperser de la poudre de céramique dans une solution contenant de la matière organique pour préparer une suspension à haute teneur en solides. Cette suspension est ensuite injectée dans un moule de forme spécifique. Dans des conditions catalytiques et thermiques spécifiques, les monomères organiques polymérisent, forment un gel, solidifient la suspension in situ et sèchent, ce qui donne un corps vert à haute résistance.

9. Coulée par solidification directe

Le moulage par solidification directe est une nouvelle méthode pour former des structures colloïdales céramiques de taille nette. Cette méthode combine la technologie céramique traditionnelle avec la théorie chimique, en utilisant des catalyseurs ou des initiateurs pour provoquer la réticulation des monomères organiques ajoutés à la suspension, formant ainsi une structure de réseau conduisant à une solidification in situ.

Semicorex propose diverscomposants en céramique. Si vous avez des questions ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

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