Graniitti saa suurimman osan huomiostatarkkuuspohjaja ilmaisia keskusteluja, ja hyvästä syystä - se on todistettu, laajalti saatavilla ja kustannustehokas-mittakaavassa. Mutta kun astuu puolijohdekiekkoon, joka{3}}käsittelee vaiheita todella äärimmäisellä nopeudella ja kiihtyvyydellä, ja huomaat yhä useammin keramiikan tekevän sen työn, jonka graniitti teki aiemmin yksin. Alumiinioksidi- ja piikarbidikomponentit ovat luoneet tälle alueelle todellisen markkinaraon, ei markkinointipäivityksenä, vaan siksi, että tietyt sovellukset ohittavat sen, mitä graniitti voi kohtuullisesti tuottaa.
Missä graniitti alkaa olla rajoissa
Graniitti on tiheää, mittapysyvää ja luonnostaan ei--magneettista - kaikki todelliset edut, joita on käsitelty muualla tällä sivustolla. Mutta sillä on katto. Sen jäykkyyden-/-painosuhde on suhteellisen vaatimaton verrattuna suunniteltuun keramiikkaan, josta tulee todellinen rajoite, kun vaiheen on kiihdytettävä ja hidastettava nopeasti ilman, että se aiheuttaa rakenteellista joustavuutta. Se on myös huokoisempaa kuin-hienrakeinen tekninen keramiikka, millä on merkitystä, kun ilmalaakerivälin toleranssit kutistuvat kohti nykyisten kiekkojen-käsittely- ja tarkastuslaitteiden äärimmäistä alapäätä. Useimmissa CMM- ja yleisen metrologian sovelluksissa graniitin suorituskyky on enemmän kuin riittävä. Nopeiden{11}}puolijohdeprosessityökalujen kohdalla se voi alkaa olla rajoittava tekijä.
Alumiinioksidi (Al2O3): Workhorse Ceramic
Alumiinioksidikeramiikka - alumiinioksidi - on yleisemmin määritelty kahdesta materiaalista tarkkuusrakenteisiin ja ilmalaakeroituihin komponentteihin, suurelta osin siksi, että se löytää kohtuullisen tasapainon suorituskyvyn ja valmistettavuuden välillä. Erittäin -puhtaus alumiinioksidi (tyypillisesti 95–99,5 % Al2O3 laadusta riippuen) tarjoaa huomattavasti suuremman jäykkyyden kuin graniitti paino-osalla sekä erinomaisen kulutuskestävyyden ja kemiallisen inerttiyden -, joka on hyödyllinen puolijohdeympäristöissä, joissa altistuminen prosessikemikaaleille on todellinen, ei teoreettinen näkökohta.
Alumiinioksidin lämmönjohtavuus on huomattavasti korkeampi kuin graniitin, mikä kuulostaa haitalta, kun otetaan huomioon kaikki, mitä sanotaan graniitin hitaasta lämpövasteesta muissa yhteyksissä -, mutta suurilla-nopeuksilla, jotka tuottavat omaa paikallista lämpöä moottorin ja laakerin kitkasta, nopeampi lämmönpoisto itse asiassa auttaa estämään lämpögradienttien muodostumista komponenttien sisällä. Eri sovellus, eri prioriteetti.
Piikarbidi (SiC): Missä äärimmäinen jäykkyys on tärkeintä
Piikarbidi on alumiinioksidin yläpuolella jäykkyyden-/-painosuhteen ja lämmönjohtavuuden suhteen, ja se näkyy sovelluksissa, joissa nopeus ja tarkkuus ovat molemmat ei--neuvoteltavissa - korkean-kiihtyvyyskiekon vaiheet, tietyt optiset asennusrakenteet ja laitteet, joissa on jatkuvaa jatkuvaa lämmönhallintaa. toissijaisen huolen sijasta. Piikarbidia on vaikeampi työstää ja se maksaa yleensä enemmän kuin alumiinioksidi, minkä vuoksi se esiintyy yleensä puolijohdetyökalujen ylemmissä tasoissa kuin oletusmateriaalivalintana kaikkialla.
Molemmilla materiaaleilla on yksi etu, joka liittyy erityisesti ilmalaakerointisovelluksiin: erittäin hieno saavutettavissa oleva pintakäsittely erittäin alhaisella huokoisuudella, millä on välitöntä merkitystä tasaisen, ohuen ilmakalvon ylläpitämisessä laakerin pinnalla. Huokoinen tai epätasaisesti viimeistelty pinta aiheuttaa paikallista painevaihtelua ilmakalvoon, mikä johtaa kohdistusvirheeseen - sama periaate kuin graniittisissa ilmalaakereissa, vain tiukemmalla toleranssialueella.
Mitä tämä tarkoittaa käytännössä
Keraamiset ilmalaakerikomponentit esiintyvät yleensä samassa yleisessä käyttötilassa kuin graniittiset - CMM:t, XY-pöydät, lineaarimoottorin vaiheet, puolijohteiden tarkastus- ja prosessilaitteet -, mutta erityisesti siellä, missä nopeus, jäykkyys tai kemiallinen altistuminen ohittavat sen, mitä graniitti mukavasti käsittelee. Ei ole epätavallista, että yksittäisessä laitteessa käytetään graniittia päärakenteensa pohjana, jossa massa- ja tärinänvaimennus ovat etusijalla, ja keraamia liikkuvien lavakomponenttien osissa, joissa pieni massa ja korkea jäykkyys ovat tärkeämpiä. Nämä kaksi materiaalia eivät todellakaan kilpaile samasta roolista, vaan peittävät saman koneen eri osia.
Kohtuullinen tapa arvioida valinta
Suunnittelutiimille, jotka päättävät tietyn komponentin graniitin, alumiinioksidin tai piikarbidin välillä, käytännön kysymyksiä ovat: mitä kiihtyvyyttä ja nopeutta vaiheen tulee ylläpitää, onko kyseessä suora altistuminen prosessikemikaaleille tai äärimmäiselle lämpökierrokselle ja vaatiiko sovelluksen toleranssi aidosti keraamista -tason jäykkyyttä vai vaatisiko komponentti hyvin-valmistuskustannuksia halvemmalla. Keramiikka ei ole automaattisesti parempi valinta - se on sopiva valinta tiettyyn, vaativaan sovellusten osaan, ja sen määrittäminen, missä graniitti toimisi riittävästi, vain lisää kustannuksia ilman vastaavaa hyötyä.
Tarkkavalmistajina, jotka työskentelevät sekä graniittien että teknisten keraamisten komponenttien parissa, tämä keskustelu kannattaa käydä rehellisesti toimittajan kanssa suunnitteluprosessin varhaisessa vaiheessa sen sijaan, että lähdettäisiin valitsemaan kumpaan tahansa materiaaliin, johon tietty toimittaja sattuu erikoistumaan.