מדוע קרמיקה מוליכה למחצה משחירה לאחר חשיפה לטמפרטורות גבוהות?

טבעה של קרמיקה מוליכים למחצה
קרמיקה מוליכים למחצה הם חומרי תחמוצת אמורפיים המורכבים בעיקר מתחמוצות סיליקון ותחמוצות אלומיניום. מאופיינים בהתנגדות- לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה וחוזק מכני גבוה, הם חומרים חיוניים בשימוש נרחב בתעשיית המוליכים למחצה.

 

סיבות להשחרת-טמפרטורה גבוהה בקרמיקה של מוליכים למחצה
למרות עמידותם לטמפרטורות גבוהות ולקורוזיה, קרמיקה מוליכים למחצה נוטה להשחיר בתנאי טמפרטורה- גבוהים מסוימים. ישנן סיבות רבות לתופעה זו; להלן מספר סיבות אפשריות:

נוכחות של תרכובות גופרית או חומרים כימיים אחרים באדים או בגז: חומרים אלו מגיבים עם פני השטח הקרמיים ויוצרים שכבת משקע גופרית, מה שגורם למשטח להשחיר.

דלדול תחמוצת ושינויים מבניים: בטמפרטורות גבוהות, חמצן וסיליקון עלולים להימלט מסבכת הקריסטל הקרמית, וליצור מבני תחמוצת חלולים. היווצרותם של חללים אלו עלולה להוביל להשחרה.

טמפרטורות ריתוך ועיבוד מוגזמות: במהלך הייצור, טמפרטורות גבוהות מדי במהלך ריתוך או עיבוד עלולות לגרום לסדקים ולהשחרה של פני השטח.

שיפוע טמפרטורה מופרז: במהלך תהליך הסינטרינג, שיפועים תלולים עלולים לגרום גם למשטח הקרמי להשחיר.

 

שיטות למניעת השחרה-בטמפרטורה גבוהה
כדי למנוע השחרת קרמיקה מוליכים למחצה בטמפרטורות גבוהות, ניתן לנקוט באמצעים הבאים:

שליטה בסביבה האטמוספרית כדי למזער את כניסתם של גזים מזיקים לתא הסינטר.

לווסת את טמפרטורות העיבוד והריתוך כדי למנוע את ההשפעות השליליות של חום מוגזם על הקרמיקה.

נהל שיפוע טמפרטורה כדי להבטיח שהקרמיקה לא תהיה נתונה להפרשים תרמיים קיצוניים במהלך סינטר.

בחר חומרים קרמיים באיכות גבוהה- כדי למנוע השחרה הנגרמת עקב פגמים בחומרים.

 

[מַסְקָנָה]

השחרה בקרמיקה מוליכים למחצה בטמפרטורות גבוהות פוגעת במידת מה ביציבותם ובחיי השירות שלהם. על ידי הבנת הסיבות להשחרה, בחירה בחומרים- באיכות גבוהה ובקרה מדעית של גורמים כגון טמפרטורות עיבוד ותנאי אטמוספירה, היצרנים יכולים למנוע תופעה זו ביעילות ולשפר את היציבות ואת אורך החיים של מוצרי מוליכים למחצה.