Mandrino a vuoto in SiC poroso con supporto metallico per la movimentazione di wafer sottili e deformati
Il mandrino a vuoto in ceramica con base metallica di St.Cera combina uno strato ceramico poroso di carburo di silicio (SiC) con una base metallica di precisione (alluminio o acciaio inossidabile). Il materiale poroso SiC (blu-nero, porosità 35-40%, dimensione dei pori 20-30 μm, permeabilità 60 ml/cm²·min) garantisce una distribuzione uniforme e delicata del vuoto su tutta la superficie del wafer, eliminando la formazione di segni sui bordi e consentendo un supporto senza contatto per wafer sottili (≤100 μm) o deformati. Lo strato di SiC offre una bassa dilatazione termica (3,5×10⁻⁶/℃), stabilità termica fino a 1000 °C e una moderata resistenza alla flessione (32-35 MPa). La base metallica aggiunge rigidità strutturale, facilita il montaggio tramite fori filettati e protegge dalla frattura fragile. Questo mandrino è ideale per la rettifica del lato posteriore, il taglio e la lavorazione di wafer ad alta temperatura, dove un vuoto uniforme e la compatibilità termica sono fondamentali.
Specifiche (basate sui dati relativi al SiC poroso forniti):
| Proprietà | Valore |
| Materiale ceramico | Carburo di silicio poroso (SiC ≥80%) |
| Colore | Blu-nero |
| Porosità | 35–40% |
| dimensione dei pori | 20–30 μm |
| Densità | 2,1–2,3 g/cm³ |
| Permeabilità | 60 ml/cm²·min |
| Resistenza alla flessione | 32–35 MPa |
| Coefficiente di dilatazione termica (25-1000 °C) | 3,5×10⁻⁶/℃ |
| Temperatura massima di esercizio | 1000 °C |
| Resistenza elettrica | 10⁻¹⁰ Ω/cm (secondo i dati forniti, tipico per il SiC poroso) |
| Materiale di base metallico | Alluminio 6061 o acciaio inossidabile 304 (opzionale) |
| Spessore della base metallica | 10–30 mm (personalizzato) |
Nota: la resistenza alla flessione è inferiore a quella del SiC denso a causa della porosità. Le proprietà della base metallica non derivano da tavoli in ceramica.
Applicazioni:
- • Rettifica del lato posteriore di wafer sottili (≤100 μm)
- · Montaggio di wafer deformati per il taglio
- · Fissaggio di wafer ad alta temperatura (fino a 1000 °C)
- · Fissaggio sottovuoto per substrati porosi o fragili
Produzione:
Piastra in SiC poroso (formata con agenti porogeni, sinterizzata) → lappata fino a raggiungere una planarità ≤10 μm → base metallica lavorata con fori per il vuoto e dispositivi di montaggio → incollaggio con resina epossidica o serraggio meccanico → test di tenuta all'elio.
Controllo qualità:
- · Porosità e dimensione dei pori verificate tramite SEM
- · Test di permeabilità (flusso d'aria)
- · Planarità misurata con interferometro laser
- · Tasso di perdita di elio <1×10⁻⁹ Pa·m³/s
Vantaggi rispetto ai mandrini in ceramica scanalati o densi:
- · Nessuna marcatura del wafer: vuoto uniforme senza fori discreti
- · Pori autopulenti – riduzione delle ostruzioni
- • Gestisce wafer deformati (con curvatura fino a 500 μm)
- · La base metallica previene le fratture fragili e semplifica l'integrazione
Limitazioni:
- · Minore resistenza alla flessione (32–35 MPa) – evitare carichi d'impatto
- · La temperatura di esercizio è limitata a 1000 °C (SiC poroso), ma il legame epossidico a base metallica è limitato a ≤200 °C a meno che non sia bloccato meccanicamente.
- · Non adatto per vuoto ad alta pressione (la struttura porosa limita la differenza di vuoto massima)
Personalizzazione:
- • Base metallica: alluminio (leggero), acciaio inossidabile (resistente alla corrosione), Invar (a bassa dilatazione termica)
- • Incollaggio: resina epossidica (≤200 °C) o morsetto meccanico (fino a 500 °C)
- · Anello di tenuta perimetrale per il controllo del vuoto di zona
Nota bene: la resistenza alla flessione indicata (32–35 MPa) è significativamente inferiore rispetto alle ceramiche dense a causa della porosità. Maneggiare con cura per evitare scheggiature sui bordi.
