Alumina-keramiek – een onmisbaar sleutelmateriaal op het gebied van hoogwaardige precisieproductie
Lithografiemachines zijn de laatste jaren inderdaad een modewoord geworden en hebben zowel binnen als buiten de industrie aanzienlijke aandacht getrokken. Bij lithografiemachines denken mensen misschien eerst aan siliciumcarbide (SiC). Als halfgeleidermateriaal van de derde generatie heeft siliciumcarbide zich snel ontwikkeld tot een van de meest opvallende materialen.
In werkelijkheid is er echter binnen het grootschalige apparatuursysteem van lithografiemachines een ander type sleutelmateriaal dat stilletjes een cruciale rol speelt:aluminiumoxide keramiekAls siliciumcarbide een "nieuwe partner is in de halfgeleiderindustrie, dan is aluminiumoxidekeramiek ongetwijfeld een "ervaren bijdrager en een "ruggengraat in de elektronische materialenindustrie. Dankzij de uitstekende, allesomvattende prestaties is aluminiumoxidekeramiek een van de voorkeursmaterialen geworden voor belangrijke structurele componenten in veel hoogprecisie-apparaten.
❶Voorbereidingstechnologie van sleutelcomponenten
De industrie voor geïntegreerde schakelingen (IC's) is een strategische sector die van belang is voor de nationale economie, politiek en defensieveiligheid. Naast geavanceerde ontwerp- en precisieregeltechnologie wordt de ontwikkeling van belangrijke apparatuur voor geïntegreerde schakelingen ook ernstig belemmerd door de voorbereidingstechnologie voor belangrijke componenten, wat het lokalisatieproces van geavanceerde productieapparatuur voor geïntegreerde schakelingen ernstig beïnvloedt.
❷Alumina-keramiek wordt veel gebruikt op het gebied van hoogwaardige precisie-instrumenten
Aluminiumoxidekeramiek heeft een hoge elasticiteitsmodulus en specifieke stijfheid, is niet gevoelig voor vervorming en heeft een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, gecombineerd met een hoge thermische stabiliteit. Als uitstekend constructiemateriaal worden ze veelvuldig gebruikt in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, petrochemie, machinebouw, nucleaire industrie en micro-elektronica.
Omdat de atomaire binding van aluminiumoxidekeramiek echter voornamelijk bestaat uit ionische bindingen met enkele covalente bindingen, vertonen ze een extreem hoge hardheid en aanzienlijke brosheid, waardoor precisiebewerking moeilijk is. Bovendien heeft aluminiumoxide een hoog smeltpunt, waardoor het moeilijk is om dicht en bijna netto-vorm sinteren te bereiken. Daarom is de productie van grote, complexe, speciale holle structurele aluminiumoxidecomponenten met hoge precisie een behoorlijke uitdaging, wat de brede toepassing van aluminiumoxidekeramiek bij de productie van hoogwaardige apparatuur zoals geïntegreerde schakelingen beperkt.
❸Geleiderails van aluminiumoxidekeramiek dragen bij aan het bereiken van bewegingsprecisie en stabiliteit op lange termijn
In ultraprecieze apparatuur zoals lithografiemachines spelen aluminiumoxide-keramische geleiderails een cruciale rol. Het zijn essentiële basiscomponenten die de apparatuur in staat stellen om nanoschaal-ultraprecieze bewegingen te realiseren met hoge snelheid, een grote slag en zes vrijheidsgraden, evenals langdurige stabiliteit.
Bereik ultrasnelle, ultrastabiele nanoschaalbewegingen
Het werkstuk van een lithografiemachine moet met een masker of wafer met extreem hoge versnelling en snelheid bewegen en binnen een oogwenk nauwkeurig stoppen op een positioneringspunt op nanoschaal.
Alumina-keramiek heeft een hoge elasticiteitsmodulus, wat betekent dat het minimale vervorming onder belasting ondergaat. Bij gebruik als geleiderails kunnen ze een extreem stabiele referentie vormen voor het gehele bewegingssysteem, weerstand bieden aan door kracht veroorzaakte vervorming door bewegingsversnelling en de rechtheid en vlakheid van de bewegingsbaan garanderen.
Zorg voor stabiele thermomechanische eigenschappen
Tijdens de werking van een lithografiemachine genereren componenten zoals motoren en drivers warmte, wat leidt tot kleine schommelingen in de omgevingstemperatuur. Thermische uitzetting van elk materiaal leidt direct tot positioneringsfouten. Vergeleken met de meeste metalen (bijv. aluminium voor de luchtvaart) en graniet, hebben aluminiumoxidekeramieken een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt. Dit betekent dat de vervorming van keramische geleiderails bij dezelfde temperatuurschommelingen veel kleiner is dan die van geleiderails van andere materialen, wat zorgt voor een stabielere en betrouwbaardere thermomechanische referentie voor het gehele bewegingssysteem.
Uitstekende chemische en fysische stabiliteit
Aluminakeramiek bezit uitstekende vacuümprestaties, corrosiebestendigheid en goede isolatie-eigenschappen. Hierdoor zijn ze uitermate geschikt voor gebruik als isolerende structurele componenten en vacuümkameronderdelen in halfgeleiders en opto-elektronische apparaten. Bovendien garanderen ze de betrouwbaarheid van de apparatuur op lange termijn.