화강암이 가장 많은 관심을 받고 있습니다.정밀 베이스및 에어베어링에 대한 논의가 있으며, 그 이유는 - 입증되었으며, 널리 사용 가능하고, 규모에 따라 비용 효율성이-있습니다. 그러나 웨이퍼{3}}처리 단계를 극도로 빠른 속도와 가속도로 실행하는 반도체 공장에 들어가면 화강암이 단독으로 수행했던 작업을 세라믹이 점점 더 많이 수행하는 것을 보게 될 것입니다. 알루미나 및 탄화규소 구성 요소는 마케팅 업그레이드가 아니라 특정 응용 분야가 화강암이 합리적으로 제공할 수 있는 수준을 넘어서기 때문에 이 분야에서 진정한 틈새 시장을 개척했습니다.
화강암이 한계에 부딪히기 시작하는 곳
화강암은 밀도가 높고 치수가 안정적이며 자연적으로 비자성-자성 -이며 이 모든 장점은 이 사이트의 다른 곳에서 논의됩니다. 하지만 천장이 있어요. 강성-대-중량 비율은 엔지니어링 세라믹에 비해 상대적으로 낮습니다. 이는 스테이지가 구조적 유연성을 유발하지 않고 빠르게 가속 및 감속해야 할 때 실질적인 제약이 됩니다. 또한 이는 미세-기술적 세라믹보다 다공성이 더 높으며, 이는 에어 베어링 간격 공차가 현재 웨이퍼 처리 및 검사 장비가 요구하는 수준의 최하위 수준으로 줄어들면 중요합니다.- 대부분의 CMM 및 일반 계측 응용 분야의 경우 화강암의 성능 범위는 충분합니다. 고속-반도체 공정 도구의 경우 이는 제한 요소가 될 수 있습니다.
알루미나(Al2O3): 주력 세라믹
산화알루미늄 세라믹 - 알루미나 -는 성능과 제조 가능성 사이의 적절한 균형을 유지하기 때문에 정밀 구조 및 에어 베어링 부품에 사용되는 두 가지 재료 중 더 일반적으로 지정됩니다. 고-순도 알루미나(등급에 따라 일반적으로 95~99.5% Al2O3)는 화강암보다 훨씬 더 높은 강성을 제공하며 우수한 내마모성과 화학적 불활성과 함께 프로세스 화학 물질에 대한 노출이 이론적 고려 사항이 아닌 실제 고려 사항인 반도체 환경에 유용합니다.
알루미나의 열 전도성은 화강암보다 상당히 높습니다. 이는 다른 맥락에서 화강암의 느린 열 반응에 대해 언급된 모든 것을 고려하면 단점처럼 들리지만 - 모터와 베어링 마찰로 인해 자체적으로 국부적인 열을 생성하는 고속 스테이지의 경우 더 빠른 열 방출은 실제로 구성 요소 자체 내에 열 구배가 형성되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 다른 적용, 다른 우선순위.
실리콘 카바이드(SiC): 극도의 강성이 가장 중요한 곳
탄화규소는 강성-대-중량 비율과 열 전도도 측면에서 알루미나보다 한 단계 더 높으며, 속도와 정밀도가 모두 양보할 수 없는 -고가속 웨이퍼 스테이지, 특정 광학 장착 구조, 지속적인 고속 작동 시 열 관리가-부차적인 문제가 아니라 진정한 엔지니어링 제약인 장비에 사용됩니다. SiC는 기계 가공이 더 어렵고 일반적으로 알루미나보다 비용이 더 많이 들기 때문에 전반적으로 기본 재료 선택이 아닌 반도체 툴링의 상위 계층에 나타나는 경향이 있습니다.
두 재료 모두 특히 에어베어링 응용 분야와 관련된 한 가지 장점을 공유합니다. 즉, 매우 낮은 다공성과 매우 미세한 표면 마감을 달성할 수 있으며 이는 베어링 표면 전체에 일관되고 얇은 공기막을 유지하는 데 직접적으로 중요합니다. 다공성이거나 고르지 않게 마감된 표면은 공기막에 국부적인 압력 변화를 일으키며 이는 더 엄격한 허용 범위에서 화강암 공기 베어링에 적용되는 것과 동일한 원리인 위치 오류-로 해석됩니다.
이것이 실제로 의미하는 바
세라믹 에어 베어링 부품은 화강암 - CMM, XY 테이블, 선형 모터 스테이지, 반도체 검사 및 공정 장비 -와 동일한 일반 응용 분야에 나타나는 경향이 있지만 특히 속도, 강성 또는 화학 물질 노출이 화강암이 편안하게 처리할 수 있는 범위를 벗어나는 경우에 사용됩니다. 단일 장비에서 질량과 진동 감쇠가 우선순위인 주요 구조 베드에 화강암을 사용하고 낮은 질량과 높은 강성이 더 중요한 이동 무대 구성요소에 세라믹을 사용하는 것은 드문 일이 아닙니다. 두 재료는 실제로 동일한 기계의 서로 다른 부분을 덮는 것만큼 동일한 역할을 놓고 경쟁하는 것이 아닙니다.
선택을 평가하는 합리적인 방법
주어진 구성 요소에 대해 화강암, 알루미나 또는 SiC 중에서 결정하는 엔지니어링 팀의 실질적인 질문은 다음과 같습니다. 스테이지가 유지해야 하는 가속도와 속도는 무엇인지, 공정 화학 물질이나 극심한 열 순환에 직접 노출되는지, 적용 공차에 세라믹{0}} 수준의 강성이 필요한지, 아니면 잘 제조된 화강암 구성 요소가 저렴한 비용으로 요구 사항을 충족하는지-입니다. 세라믹은 자동으로 더 나은 선택이 아닙니다. - 이는 특정하고 까다로운 응용 분야 하위 집합에 적합한 선택이며, 화강암이 적절하게 작동할 수 있는 위치를 지정하면 해당 이점 없이 비용만 추가됩니다.
화강암과 기술 세라믹 구성 요소를 모두 다루는 정밀 제조업체로서 이는 특정 공급업체가 전문적으로 사용하는 재료를 기본으로 지정하기보다는 설계 프로세스 초기에 공급업체와 솔직하게 대화할 가치가 있는 대화입니다.