1. Прадуктазнаўства і структурныя ўласцівасці
1.1 Крышталічны каркас і хімічная стабільнасць
(Керамічныя падкладкі з нітрыду алюмінія)
Нітрыд алюмінія (AlN) уяўляе сабой шыроказонную паўправадніковую кераміку з шасцікутнай крышталічнай структурай вюрцыта, складаецца з вярчальных слаёў лёгкіх атамаў алюмінію і азоту, звязаных праз цвёрдыя кавалентныя ўзаемадзеянні.
Гэта трывалая атамная ўстаноўка паляпшае AlN фенаменальнай цеплавой абаронай, захаванне архітэктурнай цэласнасці да 2200 °C у інэртным асяроддзі і супрацьстаіць раскладанню пры сур'ёзных тэмпературах.
У адрозненне ад гліназёму (Усе два або тры), AlN хімічна інэртны да адтавання сталі і некаторых рэагуючых газаў, што робіць яго ідэальным для цяжкіх атмасфер, такіх як камеры апрацоўкі паўправаднікоў і высокатэмпературныя абагравальнікі.
Яго высокая ўстойлівасць да акіслення– ствараючы толькі тонкі бяспечны чатырохслаёвы Al₂O на паверхні пры прамым уздзеянні на паветра– гарантуе працяглую надзейнасць без значнай дэградацыі насыпных дамоў.
Акрамя таго, AlN паказвае выдатную электрычную ізаляцыю з удзельным супрацівам, які перавышае 10 ¹⁴ Ω · см і дыэлектрычнай трываласцю вышэй 30 кВ/мм, жыццёва важны для прымянення высокага напружання.
1.2 Цеплаправоднасць і электронныя характарыстыкі
Адной з найбольш адметных асаблівасцяў нітрыду алюмінія з'яўляецца яго найвышэйшая цеплаправоднасць, звычайна адрозніваецца ад 140 каб 180 ж/(м · К )для камерцыйных субстратаў– над 5 разоў вышэй, чым у гліназёму (≈ 30 ж/(м · К)).
Гэтая эфектыўнасць звязана з нізкай атамнай масай азоту і алюмінія, інтэграваны з моцнай сувяззю і праблемамі маргінальнага фактару, якія дазваляюць эфектыўны транспарт фанонаў праз рашотку.
Тым не менш, асабліва шкодныя прымешкі кіслароду; таксама следавыя колькасці (вышэй 100 праміле) замена на азотныя сайты, вырабляць лёгкія алюмініевыя адтуліны і распаўсюджваць фаноны, тым самым рэзка зніжаецца цеплаправоднасць.
Парашкі AlN высокай чысціні, сінтэзаваныя шляхам карбатэрмічнага памяншэння або прамога азотавання, неабходныя для дасягнення ідэальнага рассейвання цяпла.
Незалежна ад таго, што з'яўляецца электрычным ізалятарам, П'езаэлектрычныя і піраэлектрычныя ўласцівасці AlN робяць яго карысным у датчыках і акустычных хвалевых інструментах, у той час як яго шырокі зазор (~ 6.2 эВ) падтрымлівае працэдуру ў магутных і высокачашчынных электронных сістэмах.
2. Працэдуры будаўніцтва і вытворчыя цяжкасці
( Керамічныя падкладкі з нітрыду алюмінія)
2.1 Сінтэз парашка і метады спякання
Вытворчасць высокапрадукцыйных субстратаў AlN пачынаецца з сінтэзу звыштонкіх, парашок высокай чысціні, звычайна ажыццяўляецца з дапамогай такіх рэакцый, як Al ₂ O SIX + 3С + N ДВА → 2AlN + 3CO (карбатэрмічнае аднаўленне) або прамое азотаванне лёгкай алюмініевай сталі: 2Ал + N ДВА → 2AlN.
Атрыманы парашок трэба вельмі старанна нацерці і дадаць дапаможнік для спякання, як Y TWO O FIVE, CaO, або рэдкія аксіды планеты для садзейнічання ўшчыльненню пры тэмпературах паміж імі 1700 ° C і 1900 °C у атмасферы азоту.
Гэтыя інгрэдыенты ствараюць кароткачасовыя вадкія фазы, якія ўзмацняюць дыфузію па межах збожжа, забяспечваючы поўнае ўшчыльненне (> 99% тэарэтычная таўшчыня) адначасова зніжаючы забруджванне кіслародам.
Адпал пасля спякання ў асяроддзях, багатых вугляродам, можа лепш мінімізаваць утрыманне кіслароду, пазбаўляючыся ад міжкрысталічных аксідаў, адпаведна аднаўляючы пікавую цеплаправоднасць.
Дасягненне паслядоўнай мікраструктуры з кантраляваным памерам зерня мае вырашальнае значэнне для збалансавання механічнай трываласці, цеплавая эфектыўнасць, і тэхналагічнасць.
2.2 Фарміраванне падкладкі і металізацыя
Пры спеканні, Кераміка AlN дакладна адшліфавана і распылена ў адпаведнасці з абмежаванымі допускамі памераў, неабходнымі для ўпакоўкі электронных прадуктаў, часта да манатоннасці мікраметровага ўзроўню.
Свідраванне скразнога адтуліны, лазерная рэзка, і малюнак паверхні робяць магчымым асіміляцыю ў шматслойныя планы і схемы скрыжавання.
Важным крокам у вытворчасці падкладкі з'яўляецца металізацыя– нанясенне токаправодных слаёў (звычайна вальфрам, малібдэн, або медзь) з дапамогай такіх працэсаў, як таўстаплёнкавы друк, тонкаплёнкавае напыленне, або прамое склейванне медзі (DBC).
Для DBC, медная алюмініевая фальга звязваецца з паверхнямі AlN пры павышаных узроўнях тэмпературы ў рэгуляваным асяроддзі, стварэнне моцнага карыстальніцкага інтэрфейсу, ідэальнага для прыкладанняў з вялікім токам.
Розныя метады, такія як актыўная пайка сталі (З) выкарыстоўваць титансодержащие прыпоі для павышэння адгезіі і ўстойлівасці да цеплавога знясілення, асабліва пры шматразовым пераключэнні магутнасці.
Правільная канструкцыя інтэрфейсу забяспечвае пэўнае зніжэнне тэрмічнага супраціву і высокую механічную надзейнасць у працоўных прыладах.
3. Перавагі прадукцыйнасці электроннага абсталявання
3.1 Тэрмакіраванне ў сілавой электроніцы
Субстраты AlN спраўляюцца з цяплом, якое ствараецца магутнымі паўправадніковымі інструментамі, такімі як IGBT., МАП-транзістары, і радыёчастотныя ўзмацняльнікі, якія выкарыстоўваюцца ў электрычных аўтамабілях, інвертары аднаўляльных рэсурсаў, і тэлекамунікацыйнай структуры.
Надзейны адвод цяпла дазваляе пазбегнуць лакальных гарачых кропак, мінімізуе цеплавую трывожнасць, і павялічвае тэрмін службы інструмента за кошт памяншэння пагроз электраміграцыі і расслаення.
У параўнанні са звычайнымі падкладкамі Al ₂ O ₃, AlN робіць магчымым меншы памер пучка і вялікую таўшчыню магутнасці дзякуючы сваёй высокай цеплаправоднасці, дазваляючы распрацоўшчыкам націскаць на межы прадукцыйнасці без шкоды для цэласнасці.
У святлодыёдным асвятленні і лазерных дыёдах, дзе тэмпература злучэння непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць і стабільнасць цені, Субстраты AlN істотна паляпшаюць люмінесцэнтны вынік і працягласць функцыянальнага жыцця.
Яго каэфіцыент цеплавога росту (КТР ≈ 4.5 праміле/K) дадаткова блізка да крэмнію (3.5– 4 праміле/K) і нітрыд галію (GaN, ~ 5.6 праміле/K), памяншэнне тэрмамеханічнага напружання пры цеплавым байку.
3.2 Электрычная і механічная надзейнасць
Мінулыя цеплавыя характарыстыкі, AlN выкарыстоўвае нізкія дыэлектрычныя страты (загар δ < 0.0005) and steady permittivity (εᵣ ≈ 8.9) throughout a broad regularity variety, making it perfect for high-frequency microwave and millimeter-wave circuits.
Яго герметычнасць абараняе ад пранікнення вільгаці, ліквідацыя рызыкі пагаршэння стану ва ўмовах вільготнасці– істотная перавага перад арганічнымі субстратамі.
Механічна, AlN валодае высокай трываласцю на выгіб (300– 400 МПа) і трываласць (HV ≈ 1200), забяспечваючы ўстойлівасць падчас апрацоўкі, зборка, і палявая працэдура.
Гэтыя характарыстыкі разам спрыяюць паляпшэнню цэласнасці сістэмы, паніжаны ўзровень адмоваў, і больш нізкі агульны кошт валодання ў крытычна важных прыкладаннях.
4. Прыкладання і будучыя тэхналагічныя рубяжы
4.1 Прамысловы, Аўтамабільны, і сістэмы абароны
Керамічныя падкладкі AlN у цяперашні час з'яўляюцца традыцыйнымі ў перадавых сілавых модулях камерцыйных рухавікоў, ветравыя і сонечныя інвертары, і бартавыя зарадныя прылады для электрычных і гібрыдных аўтамабіляў.
У касманаўтыцы і абароне, яны падтрымліваюць радыёлакацыйныя сістэмы, прылады лічбавай вайны, і ўзаемадзеянне спадарожнікаў, дзе прадукцыйнасць пры экстрэмальных праблемах не падлягае абмеркаванню.
Абсталяванне для клінічнай візуалізацыі, які складаецца з генератараў рэнтгенаўскіх прамянёў і сістэм МРТ, таксама выйграюць ад радыяцыйнай стойкасці AlN і цэласнасці сігналу.
Па меры таго як электрыфікацыя паскараецца ва ўсім транспарце і энергетыцы, попыт на падкладкі AlN працягвае расці, абумоўлены неабходнасцю кампакт, эфектыўны, і аўтарытэтныя сілавыя электронныя прылады.
4.2 Узніклае спалучэнне і трывалае развіццё
Будучыя інавацыі сканцэнтраваны на інтэграцыі AlN прама ў трохмерную архітэктуру ўпакоўкі прадукту, укаранёныя пасіўныя элементы, і гетэрагенныя камбінацыйныя сістэмы інтэграцыі Si, SiC, і гаджэты GaN.
Даследаванне нанаструктураваных плёнак AlN і монакрышталічных субстратаў накіравана на большае павышэнне цеплаправоднасці да акадэмічных межаў (> 300 ж/(м · К)) для квантавых і оптаэлектронных гаджэтаў новага пакалення.
Намаганні па зніжэнні вытворчых выдаткаў за кошт маштабаванага сінтэзу парашка, адытыўная вытворчасць складаных керамічных каркасаў, і перапрацоўка лому AlN набіраюць абароты для павышэння ўстойлівасці.
Акрамя таго, мадэляванне прылад з дапамогай аналізу канечных элементаў (ЗЭД) і штучны інтэлект выкарыстоўваюцца для паляпшэння макета падкладкі для пэўных цеплавых і электрычных нагрузак.
У заключэнне, лёгкія керамічныя падкладкі з нітрыду алюмінія ўяўляюць сабой краевугольную інавацыю ў сучасных электронных прыладах, выразна звязваючы пустэчу паміж электрычнай ізаляцыяй і выдатнай цеплаперадачай.
Іх роля ў забеспячэнні высокай эфектыўнасці, высоканадзейныя энергасістэмы падкрэсліваюць іх тактычную каштоўнасць у пастаяннай эвалюцыі лічбавых і энергетычных інавацый.
5. Пастаўшчык
Кампанія Advanced Ceramics заснавана ў кастрычніку 17, 2012, гэта высокатэхналагічнае прадпрыемства, якое займаецца даследаваннямі і распрацоўкамі, вытворчасці, апрацоўка, продаж і тэхнічнае абслугоўванне керамічных матэрыялаў і вырабаў. Наша прадукцыя ўключае, але не абмяжоўваецца імі, керамічныя вырабы з карбіду бору, Керамічныя вырабы з нітрыду бору, Керамічныя вырабы з карбіду крэмнію, Керамічныя вырабы з нітрыду крэмнія, Керамічныя вырабы з дыяксіду цырконія, г.д. Калі вам цікава, калі ласка, не саромейцеся звяртацца да нас.
Тэгі: Керамічныя падкладкі з нітрыду алюмінія, нітрыд алюмінія кераміка, aln нітрыду алюмінію
Усе артыкулы і малюнкі з Інтэрнэту. Калі ёсць праблемы з аўтарскім правам, калі ласка, звяжыцеся з намі своечасова, каб выдаліць.
Запытайце нас