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Semicorex Ceramica applicata nella lavorazione dei semiconduttori

● 2026-05-27 ● - ● Lasciami un messaggio

Con il progresso della tecnologia, prodotti intelligenti come telefoni cellulari, computer, veicoli elettrici e robot sono diventati parte integrante della vita delle persone. Questi prodotti contengono un gran numero di chip semiconduttori e la fabbricazione dei chip richiede apparecchiature per semiconduttori, come macchine per incisione, macchine litografiche e impiantatori di ioni. L'apertura di un dispositivo a semiconduttore rivela che la maggior parte dei suoi componenti sono parti in ceramica. Le parti in ceramica possiedono proprietà eccellenti come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, alta precisione ed elevata resistenza, che le rendono adatte per l'uso in apparecchiature a semiconduttore. La maggior parte delle parti in ceramica, in quanto componenti chiave nei processi di produzione dei semiconduttori, entrano direttamente in contatto con il wafer, consentendo un controllo ad alta precisione e un rapido riscaldamento e raffreddamento della temperatura della superficie del wafer.

Le parti in ceramica semiconduttrice appartengono alla ceramica avanzata e i materiali ceramici coinvolti tipicamente includono allumina, carburo di silicio, nitruro di alluminio, nitruro di silicio e ossido di ittrio. I metodi di formatura dei prodotti ceramici includono tipicamente pressatura a secco, colata su nastro, stampaggio a iniezione, pressatura isostatica a caldo, pressatura isostatica a freddo, colata a scorrimento, stampaggio per estrusione, pressofusione a caldo, colata in gel e colata a solidificazione diretta.

1. Pressature a secco

La pressatura a secco è un processo comune per la produzione di componenti semiconduttori. Questo processo prevede principalmente il versamento di polvere granulata con un'adeguata distribuzione granulometrica all'interno di una cavità dello stampo metallico, applicando pressione con una testa di pressione. La testa di pressione si muove all'interno della cavità dello stampo, trasferendo la pressione alle particelle di polvere e compattandole, formando infine un grezzo ceramico con forma e resistenza specifiche.

2. Colata

La fusione è una tecnologia di formatura a umido in grado di produrre grezzi ceramici con spessori che vanno da decine di micrometri a millimetri in un unico processo. Un impasto ceramico con buona viscosità e dispersione scorre dalla scanalatura dell'impasto liquido di una macchina di colata su un substrato. L'impasto liquido si diffonde e, sotto tensione superficiale, si forma un pezzo grezzo con una superficie superiore liscia. Il pezzo grezzo, insieme al substrato, viene inviato ad una camera di essiccazione. Dopo l'evaporazione del solvente, un legante organico forma una rete tra le particelle ceramiche, creando un pezzo grezzo con una certa resistenza e flessibilità. Il pezzo essiccato viene staccato dal substrato e arrotolato per un uso successivo. Ulteriori lavorazioni, come il taglio, lo stampaggio e la perforazione, seguite dalla cottura, completano il processo di fabbricazione del prodotto.

3. Stampaggio ad iniezione

Lo stampaggio a iniezione è una nuova tecnologia per la produzione di parti in ceramica. Il suo processo di produzione consiste principalmente di quattro fasi: preparazione del materiale per iniezione, stampaggio a iniezione, deceraggio e sinterizzazione. Viene comunemente utilizzato per produrre piccole parti in ceramica con geometrie complesse e requisiti speciali.

4. Pressatura isostatica

La pressatura isostatica comprende la pressatura isostatica a caldo e la pressatura isostatica a freddo. La pressatura isostatica può trasmettere pressione da tutte le direzioni, garantendo così la densificazione del materiale in fogli.

1) Processo di pressatura isostatica a caldo

Questo metodo migliora la diffusione atomica ad alta temperatura e pressione, facendo migrare i pori della ceramica verso i bordi dei grani o sulla superficie del pezzo, riducendo o eliminando così la porosità. La pressatura isostatica a caldo utilizza unità di avvolgimento precompresse a pareti sottili, consentendo un raffreddamento uniforme e rapido, migliorando significativamente l'efficienza produttiva rispetto al raffreddamento naturale.

2) Processo di pressatura isostatica a freddo

Questo metodo applica 100~600 MPa alla polvere ceramica o metallica a temperatura ambiente o a temperature leggermente superiori (<93℃) per ottenere un "corpo verde", che viene poi sinterizzato fino alla sua resistenza finale.

5. Colata a scorrimento

La fusione a scorrimento è un metodo di stampaggio comunemente utilizzato nella produzione ceramica su larga scala. Consiste nell'iniettare una sospensione con un elevato contenuto di solidi e una buona fluidità in uno stampo di gesso poroso. A causa dell'aspirazione capillare dello stampo poroso, l'acqua viene aspirata dall'impasto liquido dalla parete interna dello stampo, formando un corpo verde solidificato lungo la parete dello stampo. Una volta che il corpo verde ha raggiunto una certa resistenza, può essere sformato.

6. Stampaggio per estrusione

Lo stampaggio per estrusione prevede la miscelazione di polvere ceramica, argilla o legante organico e acqua, impasto ripetuto, degasaggio sotto vuoto e invecchiamento per conferire al corpo verde estruso buona plasticità e uniformità. Quindi, sotto l'azione di una vite o di uno stantuffo di estrusione, viene estruso attraverso una filiera sull'ugello dell'estrusore per ottenere la forma del prodotto desiderata.

7. Colata con pressa a caldo

La fusione a caldo sfrutta principalmente la proprietà della cera di paraffina che si scioglie quando viene riscaldata e si solidifica durante il raffreddamento. La polvere ceramica e la cera paraffinica calda vengono miscelate uniformemente per formare un impasto fluido. Sotto una certa pressione, l'impasto liquido viene iniettato in uno stampo metallico per formare un corpo verde. Dopo il raffreddamento e la solidificazione, il corpo verde viene sformato e rimosso. Il corpo verde viene quindi rifilato, decerato ad alta temperatura e infine sinterizzato per produrre il prodotto finito.

8. Colata di gel

La fusione del gel prevede la dispersione della polvere ceramica in una soluzione contenente materia organica per preparare una sospensione ad alto contenuto di solidi. Questa sospensione viene poi iniettata in uno stampo di forma specifica. In specifiche condizioni catalitiche e di temperatura, i monomeri organici polimerizzano, formano un gel, solidificano la sospensione in situ e si seccano, ottenendo un corpo verde ad elevata resistenza.

9. Colata a solidificazione diretta

La fusione a solidificazione diretta è un nuovo metodo per formare strutture colloidali ceramiche di dimensioni nette. Questo metodo combina la tradizionale tecnologia ceramica con la teoria chimica, utilizzando catalizzatori o iniziatori per provocare la reticolazione dei monomeri organici aggiunti alla sospensione, formando una struttura a rete che porta alla solidificazione in situ.