1. Основне дефиниције
Стакло{0}}керамика:Композитни материјал припремљен кроз процес контролисане кристализације, који садржи кристалну фазу (50-95%) и заосталу стаклену фазу, комбинујући својства стакла и керамике.
Таљени силицијум:Аморфни силицијум диоксид (СиО₂), формиран брзим хлађењем растопљеног кварца високе -чистоће, што доводи до не-некристалног стакла.
2. Заједничка својства
- Главни састав: Оба се првенствено састоје од силицијум диоксида (СиО₂)
- Ниска термичка експанзија: Оба показују изузетно ниске коефицијенте термичке експанзије са одличном термичком стабилношћу
- Оптичка транспарентност: Оба се могу произвести као високопровидни материјали
- Примене на високим{0}}температурама: Обе могу да се користе у-окружењима са високим температурама
- Електрична изолација: Оба су одлични електрични изолатори
- Примене полупроводника: Оба имају важне примене у производњи полупроводника (носачи плочица, компоненте опреме за литографију, итд.)
3. Поређење основних разлика
|
Карактеристично |
Стакло{0}}Керамика |
Фусед Силица |
|
Микроструктура |
Кристална + стаклена фаза (вишефазни композит) |
Потпуно аморфно (једнофазно{0}}стакло) |
|
Коефицијент термичке експанзије |
Може се конструисати на нулту или чак негативну експанзију |
Веома низак, али и даље позитиван (~0,5×10⁻⁶/ степен) |
|
Термичка стабилност |
Врхунски, издржава тешке термичке ударе |
Одлично, али са мало нижим границама |
|
Механичка снага |
Више (појачање кристалне фазе) |
Релативно ниже |
|
Тврдоћа |
Више |
Релативно ниже |
|
Тхермал Цондуцтивити |
Више |
Ниже |
|
Чистоћа |
Садржи разне адитиве, ниже чистоће |
Екстремно висока чистоћа СиО₂ (99,9%+) |
|
Максимална радна температура |
1200-1400 степени |
1100-1200 степени |
|
Обрадивост |
Може се формирати као стакло, а затим кристализовати |
Топло обликовање, хладно обрадиво |
|
Цост |
Релативно ниже |
Висока цена за високе{0}}степене чистоће |
|
УВ трансмисија |
Просечно |
Одлично (транспарентно до дубоко УВ) |
4. Типичне примене у индустрији полупроводника
Стаклена{0}}керамика (нпр. Зеродур, Астроситалл):
- Оптичке базе и носачи огледала за ЕУВ литографску опрему (користећи карактеристике нулте експанзије)
- Руке робота за пренос плочица
- Платформе за прецизно позиционирање
- Високо{0}}процесни носачи
Таљени силицијум:
- Оптичка сочива и призме за дубоку УВ (ДУВ) литографију
- Носачи наполитанки и кварцни чамци
- Компоненте коморе за плазма нагризање
- Полупроводничке кварцне цеви и лончићи{0}}
- Оптички прозори
5. Кључне разлике у процесу
Стакло{0}}керамика:Припрема материјала → Топљење → Обликовање → Термички третман кристализације (процес у два корака: нуклеација + раст кристала) → Накнадна- обрада
Таљени силицијум:Кварцни песак-високе чистоће → Висока-температура топљења (лук/плазма/пламен) → Брзо хлађење формирање → Жарење → Накнадна- обрада
6. Резиме
Оба материјала су материјали ниске{0}}експанзије{{1}високе температуре, али са фундаментално различитим технолошким приступима: стакло-керамика постиже напредак у перформансама кроз кристализацију, што је чини идеалном за структурне компоненте и прецизно позиционирање; Таљени силицијум се истиче својим аморфним стањем високе{3}}чистоће, незаменљив је у оптици, посебно у дубоком УВ опсегу.
У ланцу снабдевања индустрије полупроводника, ова два материјала су комплементарна, а не конкурентна, при чему сваки користи своје предности у различитим сценаријима примене.
