Mandrin à vide en SiC poreux à support métallique pour la manipulation de plaquettes déformées et minces
Le mandrin à vide céramique à base métallique de St.Cera associe une couche de céramique poreuse en carbure de silicium (SiC) à une base métallique usinée avec précision (aluminium ou acier inoxydable). Le matériau SiC poreux (bleu-noir, porosité 35–40 %, taille des pores 20–30 μm, perméabilité 60 ml/cm²·min) assure une distribution uniforme et douce du vide sur toute la surface de la plaquette, éliminant ainsi les marques sur les bords et permettant un support sans contact pour les plaquettes fines (≤ 100 μm) ou déformées. La couche de SiC présente un faible coefficient de dilatation thermique (3,5 × 10⁻⁶/°C), une stabilité thermique jusqu'à 1000 °C et une résistance à la flexion modérée (32–35 MPa). La base métallique renforce la rigidité structurelle, facilite le montage grâce à des trous taraudés et protège contre la rupture fragile. Ce mandrin est idéal pour le meulage de la face arrière, le découpage et le traitement des plaquettes à haute température, applications où un vide uniforme et une bonne compatibilité thermique sont essentiels.
Spécifications (basées sur les données fournies concernant le SiC poreux) :
| Propriété | Valeur |
| Matériau céramique | Carbure de silicium poreux (SiC ≥80%) |
| Couleur | Bleu-noir |
| Porosité | 35 à 40 % |
| Taille des pores | 20–30 μm |
| Densité | 2,1–2,3 g/cm³ |
| Perméabilité | 60 ml/cm²·min |
| Résistance à la flexion | 32–35 MPa |
| Coefficient de dilatation thermique (25-1000°C) | 3,5×10⁻⁶/℃ |
| Température maximale de fonctionnement | 1000°C |
| Résistance électrique | 10⁻¹⁰ Ω/cm (selon les données fournies, typique pour le SiC poreux) |
| Matériau de base métallique | Aluminium 6061 ou acier inoxydable 304 (en option) |
| Épaisseur de la base métallique | 10–30 mm (sur mesure) |
Remarque : La résistance à la flexion est inférieure à celle du SiC dense en raison de sa porosité. Les propriétés du support métallique ne sont pas celles des tables en céramique.
Applications :
- • Meulage de la face arrière de plaquettes minces (≤100 μm)
- Support de plaquette déformé pour le découpage
- • Manipulation de plaquettes à haute température (jusqu'à 1000 °C)
- • Fixation sous vide pour substrats poreux ou fragiles
Fabrication:
Plaque de SiC poreuse (formée avec des formateurs de pores, frittée) → rodée à une planéité ≤10 μm → base métallique usinée avec des ports de vide et des éléments de montage → collage époxy ou serrage mécanique → test d'étanchéité à l'hélium.
Contrôle de qualité:
- La porosité et la taille des pores ont été vérifiées par microscopie électronique à balayage (MEB).
- • Test de perméabilité (flux d'air)
- • Planéité mesurée par interféromètre laser
- • Taux de fuite d'hélium <1×10⁻⁹ Pa·m³/s
Avantages par rapport aux mandrins rainurés ou en céramique dense :
- • Absence de marquage de la plaquette – vide uniforme sans trous discrets
- Pores autonettoyants – réduction des obstructions
- • Peut traiter les plaquettes déformées (jusqu'à 500 μm de courbure)
- La base métallique empêche la rupture fragile et simplifie l'intégration.
Limites:
- • Résistance à la flexion plus faible (32–35 MPa) – éviter les charges d'impact
- • Température de fonctionnement limitée à 1000 °C (SiC poreux), mais les limites de collage époxy à base métallique sont de ≤ 200 °C sauf en cas de serrage mécanique.
- • Ne convient pas au vide à haute pression (la structure poreuse limite le différentiel de vide maximal)
Personnalisation :
- • Socle métallique : aluminium (léger), acier inoxydable (résistant à la corrosion), Invar (faible dilatation)
- • Collage : époxy (≤200 °C) ou serrage mécanique (jusqu’à 500 °C)
- • Joint d'étanchéité périphérique pour le contrôle du vide de zone
Remarque : La résistance à la flexion (32–35 MPa) est nettement inférieure à celle des céramiques denses en raison de la porosité. Manipuler avec précaution pour éviter l’écaillage des bords.
