다양한 산업 용도를 위한 다목적 SiC 시트

소개: 탄화규소 시트의 필수 역할

탄화규소(SiC)는 고성능 산업 응용 분야의 핵심 재료입니다. 다양한 형태 중에서 탄화규소 시트는 뛰어난 열적, 기계적, 전기적 특성을 요구하는 산업에 중요한 구성 요소로 부상했습니다. 이 시트는 단순한 평평한 세라믹 조각이 아니라 제조 및 기술 분야에서 알려진 가장 까다로운 작동 환경을 견딜 수 있도록 설계된 솔루션입니다. 그들의 다재다능함은 고경도, 우수한 열전도율, 뛰어난 내마모성 및 내식성, 극한 온도에서의 안정성을 포함하여 SiC 고유의 특성의 독특한 조합에서 비롯됩니다.

본질적으로 맞춤형 탄화규소 시트는 탄화규소로 제조된 얇은 판 모양의 구조로 특정 치수 및 성능 요구 사항에 맞게 조정됩니다. 표준 재료가 부족한 분야에서 그 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 산업이 혁신의 경계를 넓혀가면서 더 뜨겁고, 더 빠르고, 더 정밀하게 작동하는 구성 요소가 필요해짐에 따라 SiC 시트와 같은 첨단 재료에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 이 시트는 반도체 제조에서 항공 우주 공학에 이르기까지 다양한 분야에서 발전을 가능하게 하여 효율성, 내구성 및 전반적인 시스템 성능을 향상시키는 솔루션을 제공합니다. SiC 시트의 기능과 응용 분야를 이해하는 것은 경쟁 우위를 위해 첨단 세라믹을 활용하려는 엔지니어, 조달 관리자 및 기술 구매자에게 매우 중요합니다.

주요 응용 분야: 산업 전반의 SiC 시트

탄화규소 시트의 뛰어난 특성은 광범위한 산업 분야에서 필수 불가결하게 만듭니다. 극한 조건에서 안정적으로 작동하는 능력은 수많은 첨단 기술 응용 분야에 실질적인 이점을 제공합니다. 다음은 산업용 SiC 응용 분야에서 이러한 첨단 세라믹 시트를 활용하는 방법에 대한 탐구입니다.

• 반도체 제조: SiC 시트는 고순도, 열적 안정성, 강성 및 플라즈마 침식 저항성으로 인해 웨이퍼 처리 시스템, 척 테이블 및 챔버 구성 요소에 필수적입니다. 그들은 리소그래피 및 에칭과 같은 중요한 공정에서 최소한의 오염과 정밀한 위치 지정을 보장합니다.
• 전력 전자: 기판 및 방열판으로 사용되는 SiC 시트는 MOSFET 및 IGBT와 같은 고전력 장치에 우수한 열 관리를 제공합니다. 높은 열전도율과 전기 절연성(특정 등급의 경우)은 전기 자동차 및 재생 에너지 시스템의 소형화되고 효율적인 전력 모듈의 핵심입니다.
• 항공우주 및 방위: 경량 SiC 시트는 광학 시스템의 거울, 위성의 구조적 구성 요소, 잠재적으로 극초음속 차량의 고온 전방 가장자리에 사용됩니다. 높은 강성 대 중량 비율과 열적 안정성이 중요합니다. 또한 경도 때문에 갑옷 응용 분야에서도 사용됩니다.
• 고온 용광로 및 가마: 킬른 가구로, 세터, 플레이트 및 지지대를 포함하여 SiC 시트는 높은 온도(최대 1600°C 이상)에서 뛰어난 강도, 열 충격 저항성 및 수명을 제공하여 야금 및 세라믹 소성 공정의 에너지 효율성과 처리량을 향상시킵니다.
• 화학 처리: 뛰어난 화학적 불활성 및 부식성 물질에 대한 저항성으로 인해 SiC 시트는 가혹한 화학 환경에서 라이닝, 내마모성 플레이트 및 노즐에 적합하여 구성 요소 수명을 연장하고 유지 보수를 줄입니다.
• LED 제조: SiC 시트는 GaN 기반 LED의 성장 기판 역할을 하여 우수한 격자 정합 및 열 발산을 제공하여 더 밝고 효율적인 조명 솔루션에 기여할 수 있습니다.
• 산업 기계: 슬러리 처리 또는 재료 운송과 같이 상당한 마모 및 마모가 발생하는 응용 분야에서 SiC 시트는 라이너 및 내마모성 플레이트로 사용되어 장비의 수명을 크게 연장합니다.
• 재생 에너지: 전력 전자 장치 외에도 SiC 구성 요소(시트 포함)는 열적 탄력성으로 인해 집중 태양열 발전 시스템 및 기타 고온 에너지 변환 공정에 대해 탐구됩니다.
• 석유 및 가스: 특정 응용 분야의 경우 시트 형태일 수 있는 SiC로 제작되거나 SiC로 라이닝된 구성 요소는 연마성 및 부식성 매체에 노출된 다운홀 도구 및 유량 제어 장치에서 향상된 내구성을 제공할 수 있습니다.

이러한 응용 분야의 폭은 SiC 시트의 적응성을 강조합니다. 기술이 발전함에 따라 이러한 고성능 재료에 대한 새로운 용도가 지속적으로 발견되어 까다로운 산업 환경에서 가능한 것의 경계를 넓히고 있습니다. 일부를 탐색할 수 있습니다. SiC 응용 분야의 성공적인 사례 연구 실제 영향을 이해합니다.

맞춤형 탄화규소 시트를 선택해야 하는 이유?

맞춤형 탄화규소 시트를 선택하면 특히 특정 성능 기준을 충족해야 할 때 표준 또는 대체 재료보다 많은 이점을 얻을 수 있습니다. SiC 시트를 정확한 응용 요구 사항에 맞게 조정하는 기능은 최적의 기능과 수명을 보장합니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

• 탁월한 열 관리: SiC는 높은 열전도율(등급에 따라 다르지만 일반적으로 우수)을 나타내어 효율적인 열 발산을 가능하게 합니다. 맞춤형 시트는 특정 두께와 표면 마감으로 설계하여 열 전달을 극대화할 수 있으며, 이는 고전력 전자 장치를 냉각하거나 용광로의 온도 균일성을 유지하는 데 매우 중요합니다.
• 우수한 내마모성 및 내마모성: 다이아몬드 다음으로 모스 경도가 높기 때문에 SiC는 마모, 침식 및 마모에 매우 강합니다. 맞춤형 SiC 시트는 마모 환경에서 중요한 표면을 보호하는 형태로 제작하여 구성 요소의 수명을 크게 연장할 수 있습니다.
• 뛰어난 고온 안정성: 탄화규소는 매우 높은 온도(등급에 따라 종종 1400-1600°C 초과)에서도 기계적 강도와 구조적 무결성을 유지합니다. 맞춤형 시트는 심한 열 사이클링과 열에 장기간 노출되어도 상당한 열화 없이 설계할 수 있으므로 용광로 구성 요소 및 항공 우주 응용 분야에 이상적입니다.
• 뛰어난 화학적 불활성: SiC는 대부분의 산, 알칼리 및 기타 부식성 화학 물질에 매우 강하며, 심지어 높은 온도에서도 그렇습니다. 맞춤형 시트는 다른 재료가 빠르게 부식되는 화학 반응기 및 처리 장비의 보호 장벽 또는 구성 요소로 사용할 수 있습니다.
• 맞춤형 전기적 특성: 제조 공정 및 순도에 따라 SiC는 반도체 또는 고저항성 재료가 될 수 있습니다. 맞춤형 시트는 특정 전기 전도성 또는 저항성을 위해 설계할 수 있으므로 가열 요소에서 전력 전자 장치의 절연 기판에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합합니다.
• 높은 강성 및 낮은 밀도: SiC 시트는 높은 영률을 제공하므로 강성이 매우 높고 변형에 저항합니다. 많은 금속에 비해 상대적으로 낮은 밀도와 결합하여 항공 우주 및 정밀 기계의 경량 구조적 구성 요소에 유익한 높은 강성 대 중량 비율을 얻습니다.
• 정밀 엔지니어링: 맞춤화를 통해 정밀한 치수 공차, 특정 표면 마감(예: 연마, 래핑) 및 복잡한 형상(제조 한계 내)을 통해 SiC 시트가 어셈블리에 완벽하게 맞고 의도한 대로 작동하도록 할 수 있습니다.
• 최적화된 비용 효율성: SiC는 일부 재료보다 초기 비용이 더 비쌀 수 있지만, 까다로운 응용 분야에서 연장된 수명, 감소된 유지 보수 요구 사항 및 향상된 공정 효율성으로 인해 총 소유 비용이 더 낮아지는 경우가 많습니다. 맞춤화를 통해 과도한 엔지니어링이나 재료 낭비 없이 필요한 정확한 특성 및 치수에 대한 비용을 지불할 수 있습니다.

맞춤형 SiC 시트를 선택함으로써 엔지니어와 설계자는 이 첨단 세라믹의 모든 잠재력을 활용하여 그 어느 때보다 내구성이 뛰어나고 효율적이며 신뢰할 수 있는 솔루션을 만들 수 있습니다.

시트용 권장 SiC 등급 및 조성

탄화규소 시트는 만능 솔루션이 아닙니다. 다양한 제조 공정은 고유한 특성 세트를 가진 다양한 등급의 SiC를 생성합니다. 적절한 등급을 선택하는 것은 시트 응용 분야에서 성능과 비용 효율성을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 일반적으로 권장되는 SiC 등급은 다음과 같습니다.

1. 반응 결합 탄화규소(RBSC / SiSiC)

• 설명: 다공성 탄소-SiC 프리폼을 용융 실리콘으로 침투시켜 생산됩니다. 실리콘은 탄소와 반응하여 더 많은 SiC를 형성하여 기존 SiC 입자를 결합합니다. 일반적으로 8-15%의 유리 실리콘을 포함합니다.
• 시트의 주요 특성:
  • 우수한 기계적 강도와 경도.
  • 뛰어난 열 충격 저항.
  • 높은 열전도율(유리 실리콘에 의해 조절됨).
  • 복잡한 모양과 더 큰 시트를 비교적 쉽게 생산할 수 있습니다.
  • 유리 실리콘의 융점 때문에 작동 온도는 일반적으로 약 1350-1380°C로 제한됩니다.
• 일반적인 시트 응용 분야: 킬른 가구(배트, 플레이트), 내마모성 라이너, 열교환기, 극도로 높은 온도(1380°C 이상)가 주요 관심사가 아닌 구조적 구성 요소.

2. 소결 탄화규소(SSC / SSiC)

• 설명: 종종 비산화물 소결 보조제(붕소 및 탄소와 같은)를 사용하여 고온(2000-2200°C)에서 미세 SiC 분말을 소결하여 만듭니다. 조밀한 단상 SiC 재료(일반적으로 >98% SiC)를 생성합니다.
• 시트의 주요 특성:
  • 매우 높은 경도 및 내마모성.
  • 산 및 알칼리에 대한 우수한 내식성.
  • 매우 높은 온도(최대 1600°C 이상)에서도 강도를 유지합니다.
  • 우수한 열전도율(일반적으로 RBSC보다 높음).
  • 고순도로 생산할 수 있습니다.
• 일반적인 시트 응용 분야: 반도체 처리 구성 요소(척 테이블, 엣지 링), 부식성 또는 마모성 환경의 마모 부품, 방탄 보호, 고온 방열판, 광학 시스템용 거울.

3. 질화물 결합 탄화규소(NBSC)

• 설명: SiC 입자는 질화규소(Si3N4) 상에 의해 결합됩니다. 우수한 특성의 균형을 제공합니다.
• 시트의 주요 특성:
  • 열충격 저항성이 우수합니다.
  • 용융 비철금속에 대한 우수한 저항성.
  • 기계적 강도가 우수합니다.
  • 특정 응용 분야에서 SSiC보다 비용 효율적입니다.
• 일반적인 시트 응용 분야: 킬른 가구, 용융 알루미늄 취급용 구성 요소, 열전대 보호 튜브(시트의 경우 덜 일반적임).

4. CVD 탄화규소(화학 기상 증착 SiC)

• 설명: 화학 기상 증착으로 생산되어 초고순도(99.999%+) SiC를 생성합니다. 종종 다른 SiC 등급 또는 흑연에 코팅제로
• 시트의 주요 특성:
  • 극도로 높은 순도와 밀도.
  • 특히 플라즈마 및 부식성 가스에 대한 뛰어난 내화학성.
  • 우수한 표면 마감 능력.
  • 높은 열전도율.
• 일반적인 시트 응용 분야: 반도체 공정 챔버 부품, 광학, 고순도 응용 분야. 일반적으로 더 비싸고 크기가 제한적입니다.

다음 표는 시트 응용 분야에 사용되는 일반적인 SiC 등급을 일반적인 비교하여 제공합니다.

속성	반응 결합 SiC(RBSC)	소결 SiC(SSiC)	질화물 결합 SiC(NBSC)	CVD SiC
일반적인 SiC 순도	~85-92% (유리 Si 함유)	>98%	~70-80% SiC (Si3N4로 결합)	>99.999%
최대. 사용 온도	~1380°C	~1600-1700°C	~1450°C	~1600°C (더 높을 수 있음)
열 전도성	보통에서 높음	높음	보통	매우 높음
경도	매우 높음	매우 높음	높음	매우 높음
내식성	양호 (Si가 공격받을 수 있음)	우수	매우 좋음	우수
상대적 비용	보통	높음	보통	매우 높음
일반적인 시트 제조 복잡성	보통, 더 큰 크기에 적합	더 복잡함, 일부 크기 제한	보통	높은 복잡성, 크기/두께 제한

적절한 등급을 선택하려면 응용 분야의 열적, 기계적, 화학적, 전기적 요구 사항과 예산 고려 사항을 신중하게 분석해야 합니다. 정보에 입각한 결정을 내리기 위해 숙련된 SiC 시트 공급업체와 상담하는 것이 좋습니다.

SiC 시트의 설계 고려 사항

탄화규소 시트로 부품을 설계하려면 재료의 고유한 특성, 특히 제조 가능성에 영향을 미치는 고유한 취성 및 높은 경도를 신중하게 고려해야 합니다. 효과적인 설계는 기능성, 수명 및 비용 효율적인 생산을 보장합니다. 주요 설계 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 두께 및 평탄도:
  • 최소 및 최대 달성 가능한 두께는 SiC 등급 및 제조 공정에 따라 다릅니다. 얇은 시트는 더 깨지기 쉽고 취급하기 어려울 수 있습니다.
  • 현실적인 평탄도 및 평행도 공차를 지정합니다. 넓은 영역에서 매우 좁은 평탄도를 달성하면 비용이 크게 증가할 수 있습니다.
• 크기 및 종횡비:
  • 제조 능력은 SiC 시트의 최대 길이와 너비를 제한합니다. 크고 얇은 시트는 가공 및 취급 중에 뒤틀림 및 파손되기 쉽습니다.
  • 종횡비(길이/너비 대 두께)를 고려하십시오. 매우 높은 종횡비는 어려울 수 있습니다.
• 모서리 프로파일 및 코너:
  • 날카로운 모서리는 응력 집중 지점이 될 수 있으며, 칩핑 또는 파손의 위험을 증가시킵니다. 둥근 모서리(반경)가 일반적으로 선호됩니다.
  • 모서리 마감 요구 사항(예: 소성, 연삭, 모따기)을 지정합니다. 모따기된 모서리는 칩핑을 줄일 수 있습니다.
• 구멍, 슬롯 및 기능:
  • SiC 가공은 어렵고 비용이 많이 듭니다. 이를 염두에 두고 구멍 및 슬롯과 같은 기능을 설계합니다. "그린 가공"(SSiC의 경우 최종 소결 전)이 때때로 가능하며 더 비용 효율적입니다.
  • 구멍 직경은 일반적으로 재료 두께보다 작지 않아야 합니다.
  • 구멍 사이의 거리와 구멍에서 모서리까지의 거리는 구조적 무결성을 유지하기에 적절해야 합니다(일반적으로 재료 두께 또는 구멍 직경의 2-3배).
  • 절대적으로 필요한 경우가 아니면 복잡한 내부 기능을 피하십시오. 이는 가공 비용을 극적으로 증가시키기 때문입니다.
• 취성 관리:
  • SiC는 취성 세라믹이므로 파괴 인성이 낮습니다. 특히 충격 하중과 같이 시트에 높은 인장 또는 굽힘 응력을 가하는 설계를 피하십시오.
  • 균일한 하중 분배를 보장합니다. 열팽창 계수가 다른 다른 재료에 SiC 시트를 고정하거나 장착하는 경우 컴플라이언스 인터레이어를 사용하십시오.
  • 가능한 경우 압축 하중을 위해 설계하십시오. 세라믹은 압축에 훨씬 더 강합니다.
• 열 고려 사항:
  • SiC는 뛰어난 열충격 저항성을 가지고 있지만, 극심하고 급격한 온도 변화는 특히 제한된 설계 또는 불균일한 두께의 시트에서 파손을 일으킬 수 있습니다.
  • SiC 시트가 다른 재료와 함께 조립품의 일부인 경우 열팽창 계수(CTE)를 고려하십시오. CTE 불일치는 응력을 유발할 수 있습니다.
• 표면 마감 요구 사항:
  • 필요한 표면 거칠기(Ra)를 지정합니다. 일부 응용 분야(예: 가마 가구)에는 표준 소성 표면이 충분할 수 있지만, 다른 응용 분야(예: 반도체 척, 거울)에는 고도로 연마되거나 랩핑된 표면이 필요합니다. 더 미세한 마감은 비용을 추가합니다.
• 다른 구성 요소와의 통합:
  • 장착 및 부착 방법을 신중하게 계획합니다. 점 하중을 피하십시오. 세라믹용으로 제조된 컴플라이언스 개스킷 또는 접착제를 사용하는 것을 고려하십시오.
  • 기계적 고정(예: 볼트)은 어렵고 구멍 주변의 응력 집중을 방지하기 위해 신중한 설계가 필요합니다.

설계 단계에서 맞춤형 SiC 부품 제조업체와 조기에 협력하는 것이 좋습니다. SiC 가공에 대한 전문 지식은 제조 가능성, 성능 및 비용을 위해 설계를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 고려 사항을 사전에 해결하면 비용이 많이 드는 재설계 및 생산 문제를 방지할 수 있습니다.

SiC 시트의 공차, 표면 마감 및 치수 정확도

고순도 응용 분야에서 탄화규소 시트의 기능에 필요한 정확한 치수 정확도, 특정 공차 및 원하는 표면 마감을 달성하는 것이 중요합니다. 이러한 측면을 이해하는 것은 조달 및 엔지니어링 팀에 필수적입니다.

치수 허용오차:

SiC 부품(시트 포함)은 일반적으로 거의 순형으로 성형된 다음 필요한 경우 최종 치수로 가공됩니다. 재료의 경도로 인해 가공은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 공정입니다.

• 소성된 상태의 공차: "소성" 또는 "소결" 상태(광범위한 가공 없이)로 사용되는 시트의 경우 치수 공차는 일반적으로 더 느슨합니다. 예를 들어, 길이와 너비는 치수의 ±0.5% ~ ±1%일 수 있으며, 두께는 크기 및 제조 경로에 따라 ±0.1mm ~ ±0.5mm로 달라질 수 있습니다.
• 가공된 공차: 더 높은 정밀도가 필요한 경우 SiC 시트는 연삭, 랩핑 또는 연마됩니다.
  • 길이/너비: 종종 ±0.025mm ~ ±0.1mm까지, 또는 특수 가공을 통해 더 작은 부품의 경우 더 좁은 공차를 달성할 수 있습니다.
  • 두께: 랩핑을 통해 ±0.01mm ~ ±0.05mm로 제어할 수 있으며, 매우 좁은 공차를 얻을 수 있습니다.
  • 평탄도/평행도: 표준 연삭 마감은 특정 길이에서 0.05mm ~ 0.1mm의 평탄도를 달성할 수 있습니다. 랩핑은 반도체 웨이퍼 척과 같은 특수 응용 분야의 경우 몇 마이크로미터(µm) 또는 심지어 서브마이크론 수준까지 이를 크게 개선할 수 있습니다.

응용 분야에 엄격하게 필요한 공차만 지정하는 것이 중요합니다. 과도하게 좁은 공차는 제조 비용을 크게 증가시키기 때문입니다.

표면 마감 옵션:

SiC 시트의 표면 마감은 마찰, 마모, 밀봉 및 광학 반사율과 같은 영역에서 성능에 영향을 미칩니다. 일반적인 표면 마감 옵션은 다음과 같습니다.

• 소성/소결된 상태: 고온 제조 공정의 직접적인 결과인 표면. 거칠기(Ra)는 SiC 등급 및 공정에 따라 일반적으로 1 µm ~ 10 µm 이상으로 다양할 수 있습니다. 표면 마감이 중요하지 않은 가마 가구와 같은 응용 분야에 적합합니다.
• 연삭된 상태: 다이아몬드 연삭으로 달성됩니다. Ra가 일반적으로 0.4 µm ~ 1.6 µm 범위인 더 매끄럽고 균일한 표면을 생성합니다. 소성 상태보다 더 나은 치수 제어 및 표면 품질이 필요한 많은 기계적 응용 분야에 일반적입니다.
• 래핑: 미세 연마 슬러리를 사용하여 매우 평평한 표면과 미세한 마감을 달성하는 공정입니다. Ra는 0.05 µm ~ 0.4 µm으로 줄일 수 있습니다. 좁은 밀봉 또는 매끄러운 슬라이딩 접촉이 필요한 응용 분야에 필수적입니다.
• 연마: 거울 또는 반도체 기판과 같이 매우 매끄럽고 종종 반사 표면이 필요한 응용 분야의 경우. 연마는 0.025 µm(25 나노미터) 미만의 Ra 값과 초연마 표면의 경우 옹스트롬 수준까지 달성할 수 있습니다.

표면 마감 사양에는 항상 Ra 값(평균 거칠기)과 때로는 Rz(평균 최대-최소 높이) 또는 기능적 요구 사항에 따라 다른 매개변수가 포함되어야 합니다.

치수 정확도:

치수 정확도는 제조된 부품이 엔지니어링 도면에 지정된 치수에 얼마나 가깝게 부합하는지를 나타냅니다. SiC 시트의 경우 이는 길이, 너비 및 두께뿐만 아니라 구멍 직경 및 위치, 슬롯 치수 및 모서리 프로파일과 같은 기능도 포함합니다.

SiC와 같은 기술 세라믹 제조에서 높은 치수 정확도를 달성하려면 다음이 필요합니다.

• 정밀한 금형 설계 및 제작(순형 성형 공정의 경우).
• 수축을 관리하기 위한 소결 매개변수의 신중한 제어.
• 다이아몬드 공구를 사용한 고급 가공 기술.
• 검사 및 품질 관리를 위한 정교한 계측 장비(CMM, 광학 프로파일러, 간섭계).

요구 사항을 지정할 때는 잘 정의된 데이텀과 기하 공차(GD&T)가 적용되는 명확하고 모호하지 않은 도면을 제공합니다. 이렇게 하면 구매자와 제조업체 모두 필요한 정밀도에 대한 명확한 이해를 얻을 수 있으므로 오해와 비용이 많이 드는 오류를 방지할 수 있습니다.

SiC 시트의 후처리 요구 사항

탄화규소 시트는 종종 거의 순형으로 성형되지만, 많은 응용 분야에서는 엄격한 치수 공차를 충족하고, 특정 표면 특성을 달성하거나, 특정 특성을 향상시키기 위해 추가적인 후처리 단계가 필요합니다. SiC의 극심한 경도를 감안할 때 이러한 공정에는 일반적으로 특수 기술과 장비가 사용됩니다.

1. 연삭:

다이아몬드 연삭은 SiC에 가장 일반적인 후처리 방법입니다. 다음 용도로 사용됩니다.

• 정확한 치수(길이, 너비, 두께)를 달성합니다.
• 평탄도, 평행도 및 직각도를 개선합니다.
• 특정 모서리 프로파일(예: 모따기, 반경)을 만듭니다.
• 소성 공정에서 발생한 표면 결함을 제거합니다.

다양한 정도의 재료 제거 및 표면 마감을 달성하기 위해 다양한 다이아몬드 입자 크기가 사용됩니다. 연삭은 공구 마모 및 가공 시간으로 인해 상당한 비용 요인이 될 수 있습니다.

2. 랩핑:

랩핑은 연삭만으로는 달성할 수 없는 매우 평평한 표면과 미세한 마감이 필요한 경우에 사용됩니다. 이 공정은 미세 연마 슬러리를 사용하여 평평한 랩 플레이트에 대해 SiC 시트 표면을 마모시키는 것입니다.

• 매우 평평한 표면을 생성합니다(진공 척 또는 씰과 같은 응용 분야에 중요).
• 낮은 표면 거칠기 값(Ra)을 달성합니다.
• 시트의 반대쪽 면 사이의 평행도를 개선할 수 있습니다.

3. 연마:

거울과 같은 매우 매끄러운 표면(예: 광학 거울, 반도체 기판)이 필요한 응용 분야의 경우 연마가 필요합니다. 이 공정은 나노미터 또는 심지어 옹스트롬 범위의 Ra 값을 달성하기 위해 점차적으로 미세한 연마 입자(종종 다이아몬드 기반)를 사용합니다.

• 광학 응용 분야에서 빛 산란을 최소화하는 데 중요합니다.
• 후속 공정을 위한 결함 없는 표면을 보장하기 위해 반도체 응용 분야에 필수적입니다.

4. 레이저 가공:

레이저 절제는 기존 기계 가공으로는 어렵거나 불가능할 수 있는 SiC 시트에 미세한 기능, 구멍 또는 복잡한 패턴을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 정밀도를 제공하지만, 주의 깊게 제어하지 않으면 미세 균열 또는 열적 효과가 발생할 수 있습니다.

• 작은 구멍을 뚫거나, 스크라이빙하거나, 복잡한 모양을 자르는 데 적합합니다.
• 특정 복잡한 기능의 경우 기계 가공보다 빠를 수 있습니다.

5. 모서리 처리:

SiC 시트의 모서리는 칩핑되기 쉽습니다. 특정 모서리 처리는 이를 완화할 수 있습니다.

• 모따기: 모서리를 만드는 것은 취급 또는 조립 중에 칩핑의 가능성을 줄입니다.
• 라운딩: 모따기와 유사하게 둥근 모서리는 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

6. 세척:

모든 가공 또는 취급 후, 특히 고순도 응용 분야(예: 반도체)의 SiC 시트는 오염 물질, 미립자 물질 또는 가공 유체 잔류물을 제거하기 위해 엄격한 세척 공정을 거칩니다. 여기에는 특수 용제 또는 탈이온수로 초음파 세척이 포함될 수 있습니다.

7. 코팅:

경우에 따라 SiC 시트는 특정 특성을 더욱 향상시키기 위해 코팅될 수 있습니다.

• CVD SiC 코팅: 부식 저항성을 개선하고, 입자 생성을 줄이거나, 반도체 응용 분야의 표면 순도를 향상시키기 위해 RBSC 또는 SSiC 시트에 초고순도 CVD SiC의 얇은 층을 적용할 수 있습니다.
• 기타 기능성 코팅: 응용 분야에 따라 다른 세라믹 또는 금속 코팅을 적용할 수 있지만, 이는 벌크 SiC 시트 자체에는 덜 일반적이며, 시트로 만들어진 부품에 더 많이 사용됩니다.

8. 어닐링:

때때로 가공 후 재료 제거 공정 중에 유도된 내부 응력을 완화하기 위해 어닐링 단계(열처리)를 수행할 수 있지만, 이는 간단한 시트보다 복잡한 3D 부품에 더 일반적입니다.

이러한 후처리 요구 사항을 이해하는 것은 정확한 비용 추정 및 리드 타임 계획에 매우 중요합니다. 각 단계는 최종 SiC 시

SiC 시트의 일반적인 문제점 및 해결 방법

탄화규소 시트는 뛰어난 성능 이점을 제공하지만, 이 첨단 세라믹 재료로 작업하는 것은 또한 특정 과제를 제시합니다. 이러한 잠재적 문제에 대한 인식과 이를 완화하기 위한 전략은 성공적인 구현의 핵심입니다.

1. 취성 및 낮은 파괴 인성:

도전: SiC는 취성 재료로, 과도한 응력, 충격 또는 열 충격에 노출되면 상당한 소성 변형 없이 갑자기 파손될 수 있습니다. 이는 칩핑 또는 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

극복 전략:

• 설계 최적화: 날카로운 모서리와 응력 집중 장치를 피하고, 필렛과 반경을 사용하십시오. 가능한 경우 압축 하중을 위해 설계하십시오. 균등한 하중 분배를 보장하십시오.
• 주의 깊은 취급: 우발적인 충격이나 낙하를 방지하기 위해 제조, 조립 및 작동 전반에 걸쳐 적절한 취급 프로토콜을 구현하십시오.
• 재료 등급 선택: 일부 SiC 등급(예: RBSC)은 다른 등급보다 더 나은 열 충격 저항성을 제공합니다. 열 사이클링 조건에 적합한 등급을 선택하십시오.
• 보호 장착: 응력을 흡수하기 위해 열팽창 계수가 다른 재료에 SiC 시트를 장착할 때는 컴플라이언스 인터레이어 또는 개스킷을 사용하십시오.
• 모서리 처리: 모서리를 모따기하거나 둥글게 하면 칩핑에 대한 민감성을 줄일 수 있습니다.

2. 복잡한 가공 및 비용:

도전: 극심한 경도로 인해 SiC를 가공(연삭, 래핑, 드릴링)하는 것은 어렵고, 시간이 많이 걸리고, 비용이 많이 듭니다. 이는 마모되어 비용을 추가하는 특수 다이아몬드 공구가 필요합니다.

극복 전략:

• 정미 형상 제조: 제조 활용