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CERAMIC

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Overview

FINE CERAMICS

원래 세라믹스는 도자기 유리 시멘트등 천연유기물을 구워 굳힌 것이지만 파인세라믹스는 알루미나 지르코니아,질화규소등 정제된 인공원료를 이용하여 특정한 기능
(고경도, 내마모, 절연성, 내열성, 내식성, 도전성, 전열성 등) 을 최대한 끌어 내기 위해 만들어진 것입니다.

급속도로 변해가는 산업구조와 생활환경 속에서 무한한 가능성으로 모든 분야에서 각광을 받고 있는 Fine Ceramics는 내열성, 내마모성, 전기절연성이 뛰어납니다.

이러한 신소재는 진보된 기술혁신을 토대로 점차 수요가 증가되고 있으며
이에 ㈜코마테크놀로지는 Ceramics의 특성을 이용하여 새로운 기술로 기능성, 신뢰성이 우수한 제품을 만들기 위하여 연구개발에 최선을 다하고 있습니다

주요소재

Alumina (Al2O3)
산화 알루미늄 (Al2O3) 은 알루미늄과 산소의 화합물입니다.
여러 알루미늄 산화물 중에서 가장 일반적인 형태이며 일반적으로 알루미나라고도 하며 자연적으로 발생된 것은 귀중한 보석 인 루비와 사파이어를 형성합니다.

일반적으로 2300도 이상 고온에서 단결정 성장을 시키는 것을 사파이어라고 부르며
Al2O3분말을 1650도 의 온도에서 분말 소결 시켜 산화 알루미늄(Al2O3)은 99.5이상의 순도를 가지는 파인세라믹스용 으로 많이 사용하게됩니다.

Al2O3는 알루미늄 금속의 제조, 경도에 의한 연마재 및 높은 융점으로 인해 내화 재료로 사용하며 .
Al2O3는 전기 절연체이지만 비교적 높은 열전도도 (30Wm-1K-1)를 가지고 있으며 물에 불용성인 가장 보편적으로 사용되는 세라믹 소재입니다.

고순도 알루미나는 뛰어난 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 절연성 등으로 각종 반도체 설비 부품에서 고정밀 측정설비, 일반 산업용 부품까지
알루미나의 사용 범위는 지속적으로 확대 되고 있습니다.
Zirconia (ZrO2)
이산화 지르코늄 (ZrO2)는 지르코니아라고 알려진 지르코늄의 백색 결정질 산화물입니다.
파인 세라믹으로 사용하는 지르코니아는 열 안정성이 뛰어나 지르코늄 화합물을 소성하여 제조되는 세라믹입니다.

지르코니아는 가장 많이 연구 된 세라믹 재료 중 하나입니다.
특유의 내식성 및 단열성으로 제철제강용의 내화물에서부터 출발하여 최근 기계부품, 인공치아. 인체용 인공관절, 연료전지까지
기능성 재료로써 개발 및 사용 범위가 확대되고 있습니다

안정화 된 지르코니아는 산소 이온이 고온에서 결정 구조를 통해 자유롭게 움직일 수 있도록 하기 때문에 산소 센서와 연료 전지 멤브레인에 사용됩니다.
높은 이온 전도도(낮은 전자 전도성)로 가장 유용한 전자 세라믹 중 하나입니다.

또한 전기 변색 장치에서 고체 전해질로 사용되며 화학적으로 잘 반응하지 않는 성질로 진한 불화 수소산과 황산에 내 식각성을 갖고 있어
반도체 공정의 부품으로 활용되는 소재입니다.
Silicon Carbide (SiC)
SiC 소재는 강한 공유결합 물질로 다른 세라믹 재료에 비하여 열 전도율과 경도가 높고, 내플라즈마성, 내산화성, 내마모 성, 내부식성, 고온 안정성 및
열충격 저항성이 우수한 소재이며, 반도체공정중 particle 발생이 없어 반도체 제조 공정용 소재로써 활용할 수 있는 우수한 특성을 갖고 있습니다.

최근 반도체 공정의 고집적도를 위한 선폭 미세화 진행 에 따라 고출력의 플라즈마가 필요하게 되었으며,
이에 따 라 건식에칭(dry etching) 공정의 관련 부품 또한 내플라 즈마 특성이 우수한 부품이 필요하고 lifetime의 증가도 요구되고 있습니다.
기존 반도체 공정에서 많이 사 용되었던 실리콘, 석영 및 알루미나를 대체소재로서 SiC(Silicon carbide) 재질의 부품 비중이 급격히 증가하는 추세 입니다.
Aluminum Nitride (AlN)
AlN은 세라믹으로서 부도체이면서 금속과 같이 높은 전기전도도 특징을 갖는매우 독특한 물질입니다.

반도체 공정에서 웨이퍼를 전기적으로 잡아주는 정전척, CVD 공정에서 온도 균일성이 중요한 반도체용 히터, CVD 공정에서 반응가스를 흘려주는
노즐이나 파이프 등의 특수한 용도로 주로 활용되고 있습니다.

AlN은 공유결합성이 강하므로 소결이 어렵고 상온에서도 수분과 반응하여 쉽게 암모니아를 발생하면서 산화하여 알루미나를 형성하거나
1000℃ 이상에서는 고온산화 분위기에서는 쉽게 산화하여 알루미나가 만들어지는 특성을 가지고 있습니다.

특히 일반 프레스 몰딩 방법에 의해 제조하는 PEC, Ring, Nozzle, tube등과 같은 구조용 부품에 비해
바인더가 많이 함유된 Tape casting 방법으로 AlN 그린시트를 제조하여 적층세라믹 공정으로 기판이나 Metalize 기판을 제작할 경우에는 잔류카본 농도 조절에
영향을 주는 바인더 제거의 탈지조건, 소결용으로 사용하는 BN 구조물의 설계와 N2 분위기제어의 소결 온도 조건이 매우 중요합니다.

따라서 AlN의 특성 향상을 위해서 PVB계 바인더 보다 열분해특성이 좋은 아크릴계 바인더을 사용하기도 하고 바인더에 존재하는 카본을 완전히 제거하기 위해
탈지 온도제어 및 소결 지그의 구조 설계, 소결시 유량 및 N2분위기 제어방법 등을 고려하여 제작해야 합니다.
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