Cerámica de alúmina: un material clave indispensable en la fabricación de precisión de alta gama.
En los últimos años, las máquinas de litografía se han convertido en un término de moda, atrayendo una gran atención tanto dentro como fuera de la industria. Al hablar de máquinas de litografía, lo primero que se piensa es el carburo de silicio (SiC). Como material semiconductor de tercera generación, el carburo de silicio se ha consolidado rápidamente como uno de los materiales más destacados.
Sin embargo, en realidad, dentro del sistema de equipos a gran escala de las máquinas de litografía, hay otro tipo de material clave que juega silenciosamente un papel crucial:cerámica de alúminaSi el carburo de silicio es un nuevo socio en el campo de los semiconductores, la cerámica de alúmina es, sin duda, un colaborador veterano y un pilar fundamental en el campo de los materiales electrónicos. Gracias a su excelente rendimiento integral, la cerámica de alúmina se ha convertido en uno de los materiales preferidos para componentes estructurales clave en muchos dispositivos de alta precisión.
❶Tecnología de preparación de componentes clave
La industria de circuitos integrados (CI) es una industria estratégica que afecta a la economía, la política y la seguridad de defensa nacionales. Además del diseño avanzado y la tecnología de control de precisión, el desarrollo de equipos clave para circuitos integrados también se ve severamente limitado por la tecnología de preparación de componentes clave, lo que afecta gravemente el proceso de localización de equipos de fabricación avanzados para circuitos integrados.
❷Las cerámicas de alúmina se utilizan ampliamente en el campo de los instrumentos de precisión de alta gama.
Las cerámicas de alúmina poseen un alto módulo elástico y rigidez específica, son poco propensas a la deformación y presentan un bajo coeficiente de expansión térmica, además de una alta estabilidad térmica. Como excelente material estructural, se han utilizado ampliamente en campos como la industria aeroespacial, la ingeniería petroquímica, la fabricación de maquinaria, la industria nuclear y la microelectrónica.
Sin embargo, dado que la unión atómica de los materiales cerámicos de alúmina se compone principalmente de enlaces iónicos con algunos enlaces covalentes, presentan una dureza extremadamente alta y una fragilidad considerable, lo que dificulta el mecanizado de precisión. Además, la alúmina tiene un punto de fusión elevado, lo que dificulta la sinterización densa y cercana a la forma neta. Por lo tanto, la preparación de componentes estructurales huecos especiales de alúmina de gran tamaño y formas complejas con alta precisión resulta bastante compleja, lo que limita la amplia aplicación de la cerámica de alúmina en la fabricación de equipos de alta gama, como los circuitos integrados.
❸Los rieles guía de cerámica de alúmina contribuyen a lograr precisión de movimiento y estabilidad a largo plazo.
En equipos de ultraprecisión, como las máquinas de litografía, los rieles guía de cerámica de alúmina desempeñan un papel crucial. Son componentes fundamentales que permiten que el equipo alcance un movimiento de ultraprecisión a escala nanométrica con alta velocidad, gran recorrido y seis grados de libertad, además de estabilidad a largo plazo.
Consiga un movimiento a escala nanométrica ultraestable y de velocidad ultraalta
La etapa de pieza de trabajo de una máquina de litografía debe moverse con una máscara u oblea a una aceleración y velocidad extremadamente altas y detenerse con precisión en un punto de posicionamiento a nanoescala en un instante.
Las cerámicas de alúmina poseen un alto módulo elástico, lo que significa que experimentan una deformación mínima bajo carga. Al utilizarse como rieles guía, proporcionan una referencia extremadamente estable para todo el sistema de movimiento, resisten la deformación inducida por la fuerza causada por la aceleración del movimiento y garantizan la rectitud y planitud de la trayectoria.
Proporcionar propiedades termomecánicas estables
Durante el funcionamiento de una máquina litográfica, componentes como motores y controladores generan calor, lo que provoca ligeras fluctuaciones en la temperatura ambiente. La expansión térmica de cualquier material provoca errores de posicionamiento. En comparación con la mayoría de los metales (p. ej., el aluminio aeroespacial) y el granito, la cerámica de alúmina presenta un coeficiente de expansión térmica menor. Esto significa que, bajo las mismas fluctuaciones de temperatura, la deformación de los rieles guía cerámicos es mucho menor que la de los rieles guía de otros materiales, lo que proporciona una referencia termomecánica más estable y fiable para todo el sistema de movimiento.
Excelente estabilidad química y física
Las cerámicas de alúmina poseen un excelente rendimiento al vacío, resistencia a la corrosión y buenas propiedades de aislamiento, lo que las hace muy adecuadas para su uso como componentes estructurales aislantes y piezas de cámaras de vacío en semiconductores y dispositivos optoelectrónicos, y garantizan la confiabilidad a largo plazo del equipo.