অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটস: সুপিরিয়র থার্মাল ম্যানেজমেন্ট অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিকের মাধ্যমে হাই-পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স সক্ষম করা

1. পণ্য বিজ্ঞান এবং কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য

1.1 ক্রিস্টাল ফ্রেমওয়ার্ক এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা

(অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটস)

অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (আলএন) হেক্সাগোনাল ওয়ার্টজাইট স্ফটিক কাঠামো সহ একটি বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর সিরামিক, কঠিন সমযোজী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা আবদ্ধ হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম এবং নাইট্রোজেন পরমাণুর ঘূর্ণনশীল স্তরগুলির সমন্বয়ে গঠিত.

এই টেকসই পারমাণবিক সেটআপটি অসাধারণ তাপীয় নিরাপত্তার সাথে AlN কে উন্নত করে, পর্যন্ত স্থাপত্যের অখণ্ডতা বজায় রাখা 2200 °C জড় পরিবেশে এবং গুরুতর তাপীয় বাইক চালানোর অধীনে পচন প্রতিরোধক.

অ্যালুমিনা থেকে ভিন্ন (আল দুই ও তিন), AlN রাসায়নিকভাবে ইস্পাত এবং বেশ কয়েকটি প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস গলাতে নিষ্ক্রিয়, অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়াকরণ চেম্বার এবং উচ্চ-তাপমাত্রা হিটারের মতো গুরুতর বায়ুমণ্ডলের জন্য এটি আদর্শ করে তোলে.

অক্সিডেশন এর উচ্চ প্রতিরোধের– বাতাসের সরাসরি সংস্পর্শে আসার পর পৃষ্ঠের এলাকায় শুধুমাত্র একটি পাতলা নিরাপত্তা Al ₂ O চার স্তর তৈরি করা– বাল্ক বাড়ির উল্লেখযোগ্য অবক্ষয় ছাড়াই স্থায়ী নির্ভরযোগ্যতার গ্যারান্টি দেয়.

উপরন্তু, AlN একটি প্রতিরোধ ক্ষমতা অতিক্রম করে চমত্কার বৈদ্যুতিক নিরোধক দেখায় 10 ¹⁴ Ω · সেমি এবং উপরে একটি অস্তরক দৃঢ়তা 30 কেভি/মিমি, উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অত্যাবশ্যক.

1.2 তাপ পরিবাহিতা এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইডের সবচেয়ে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল এর উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা, থেকে সাধারণত পরিবর্তিত হয় 140 থেকে 180 W/(m · K )বাণিজ্যিক-গ্রেড সাবস্ট্র্যামগুলির জন্য– ওভার 5 অ্যালুমিনার চেয়ে গুণ বেশি (≈ 30 W/(m · K)).

এই দক্ষতা নাইট্রোজেন এবং অ্যালুমিনিয়ামের কম পারমাণবিক ভর থেকে উদ্ভূত হয়, দৃঢ় বন্ধন এবং প্রান্তিক ফ্যাক্টর সমস্যা সঙ্গে একত্রিত, যা ল্যাটিসওয়ার্কের মাধ্যমে দক্ষ ফোনন পরিবহনের অনুমতি দেয়.

তবুও, অক্সিজেনের অমেধ্য বিশেষ করে ক্ষতিকর; এছাড়াও পরিমাণ ট্রেস (উপরে 100 পিপিএম) নাইট্রোজেন সাইটগুলির জন্য প্রতিস্থাপন, হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম খোলার উত্পাদন এবং ফোনন ছড়িয়ে দেওয়া, যার ফলে নাটকীয়ভাবে তাপ পরিবাহিতা হ্রাস পায়.

কার্বোথার্মাল হ্রাস বা সরাসরি নাইট্রিডেশনের মাধ্যমে সংশ্লেষিত উচ্চ-বিশুদ্ধতা AlN পাউডারগুলি আদর্শ উষ্ণতা অপচয় অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয়.

একটি বৈদ্যুতিক নিরোধক হচ্ছে নির্বিশেষে, AlN-এর পাইজোইলেক্ট্রিক এবং পাইরোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে সেন্সিং ইউনিট এবং অ্যাকোস্টিক ওয়েভ সরঞ্জামগুলিতে উপকারী করে তোলে, যখন এর বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ (~ 6.2 eV) উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনিক সিস্টেমে পদ্ধতি বজায় রাখে.

2. নির্মাণ প্রক্রিয়া এবং উত্পাদন অসুবিধা

( অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটস)

2.1 পাউডার সংশ্লেষণ এবং সিন্টারিং কৌশল

উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন AlN সাবস্ট্রেটাম তৈরি করা শুরু হয় অতি-সূক্ষ্ম সংশ্লেষণের মাধ্যমে, উচ্চ বিশুদ্ধতা পাউডার, সাধারণত আল ₂ O SIX এর মতো প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে সম্পন্ন হয় + 3গ + N TWO → 2AlN + 3CO (কার্বোথার্মাল হ্রাস) বা হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম স্টিলের সোজা নাইট্রিডেশন: 2আল + N TWO → 2AlN.

ফলস্বরূপ পাউডারটি খুব সাবধানে গ্রেট করতে হবে এবং Y 2 O FIVE এর মতো সিন্টারিং সাহায্যে ডোপ করতে হবে, CaO, বা বিরল গ্রহের অক্সাইডের মধ্যবর্তী তাপমাত্রায় ঘনত্বকে উন্নীত করতে 1700 °সে এবং 1900 নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে °সে.

এই উপাদানগুলি স্বল্পমেয়াদী তরল পর্যায়গুলি তৈরি করে যা শস্যের সীমানা বিস্তারকে উন্নত করে, সম্পূর্ণ ঘনত্ব সক্ষম করে (> 99% তাত্ত্বিক বেধ) অক্সিজেন দূষণ হ্রাস করার সময়.

কার্বন-সমৃদ্ধ পরিবেশে পোস্ট-সিন্টারিং অ্যানিলিং ইন্টারগ্রানুলার অক্সাইড থেকে মুক্তি পেয়ে অক্সিজেন ওয়েব সামগ্রীকে আরও ভালভাবে হ্রাস করতে পারে, ফলস্বরূপ পিক তাপ পরিবাহিতা পুনরুদ্ধার করা.

যান্ত্রিক দৃঢ়তা ভারসাম্যের জন্য নিয়ন্ত্রিত শস্যের মাত্রা সহ সামঞ্জস্যপূর্ণ মাইক্রোস্ট্রাকচার অর্জন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তাপ দক্ষতা, এবং উত্পাদনশীলতা.

2.2 সাবস্ট্র্যাটাম গঠন এবং ধাতবকরণ

যখন sintered, AlN সিরামিকগুলি স্পষ্টতা-স্থল এবং ইলেকট্রনিক পণ্য প্যাকেজিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় সীমিত মাত্রিক সহনশীলতা পূরণের জন্য স্প্ল্যাশ করা হয়, প্রায়শই মাইক্রোমিটার-স্তরের একঘেয়েমি.

থ্রু-হোল বিরক্তিকর, লেজার কাটা, এবং সারফেস প্যাটার্ন এটিকে মাল্টিলেয়ার প্ল্যান এবং ক্রসব্রিড সার্কিটে আত্তীকরণ করা সম্ভব করে তোলে.

সাবস্ট্রেট তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ হল মেটালাইজেশন– পরিবাহী স্তর প্রয়োগ (সাধারণত টংস্টেন, মলিবডেনাম, বা তামা) মোটা-ফিল্ম প্রিন্টিংয়ের মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, পাতলা ফিল্ম sputtering, বা তামার সরাসরি বন্ধন (ডিবিসি).

ডিবিসির জন্য, তামা অ্যালুমিনিয়াম ফয়েলগুলি একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে উত্থিত তাপমাত্রার স্তরে AlN পৃষ্ঠের সাথে আবদ্ধ থাকে, উচ্চ-বর্তমান অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি শক্তিশালী ইউজার ইন্টারফেস আদর্শ তৈরি করা.

সক্রিয় ইস্পাত brazing মত বিভিন্ন কৌশল (সঙ্গে) আনুগত্য এবং তাপ নিঃসরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে টাইটানিয়ামযুক্ত সোল্ডার ব্যবহার করুন, বিশেষ করে বারবার পাওয়ার সাইক্লিংয়ের অধীনে.

সঠিক ইন্টারফেসিয়াল ডিজাইন অপারেটিং ডিভাইসে নির্দিষ্ট তাপ প্রতিরোধের এবং উচ্চ যান্ত্রিক নির্ভরযোগ্যতা তৈরি করে.

3. ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির পারফরম্যান্সের সুবিধা

3.1 পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে থার্মাল অ্যাডমিনিস্ট্রেশন

উচ্চ ক্ষমতার সেমিকন্ডাক্টর টুল যেমন IGBTs দ্বারা তৈরি AlN সাবস্ট্র্যাটামস মাস্টার হ্যান্ডলিং হিট, MOSFETs, এবং বৈদ্যুতিক অটোমোবাইলে ব্যবহৃত RF পরিবর্ধক, পুনর্নবীকরণযোগ্য সম্পদ ইনভার্টার, এবং টেলিকম ফ্রেমওয়ার্ক.

নির্ভরযোগ্য তাপ নিষ্কাশন স্থানীয় হটস্পট এড়ায়, তাপ উদ্বেগ কমিয়ে দেয়, এবং ইলেক্ট্রোমাইগ্রেশন এবং ডিলামিনেশনের হুমকি উপশম করে টুলের জীবনকাল প্রসারিত করে.

প্রচলিত Al ₂ O ₃ সাবস্ট্রেটের তুলনায়, AlN এর প্রিমিয়াম তাপ পরিবাহিতার কারণে ছোট বান্ডিল আকার এবং উচ্চ শক্তির বেধের জন্য এটি সম্ভব করে তোলে, অখণ্ডতার সাথে আপস না করে বিকাশকারীদের পারফরম্যান্সের সীমানা চাপতে অনুমতি দেওয়া.

LED আলো এবং লেজার ডায়োডে, যেখানে জংশন তাপমাত্রা সরাসরি কার্যকারিতা এবং ছায়ার স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে, AlN সাবস্ট্র্যাটামগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে আলোকিত ফলাফল এবং কার্যকরী আয়ু বৃদ্ধি করে.

তাপ বৃদ্ধির এর সহগ (CTE ≈ 4.5 পিপিএম/কে) অতিরিক্তভাবে সিলিকনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে (3.5– 4 পিপিএম/কে) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN, ~ 5.6 পিপিএম/কে), থার্মাল বাইক চালানোর সময় তাপ-যান্ত্রিক উত্তেজনা হ্রাস করা.

3.2 বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক নির্ভরযোগ্যতা

অতীত তাপ কর্মক্ষমতা, AlN কম অস্তরক ক্ষতি ব্যবহার করে (ট্যান 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.

এর হারমেটিক প্রকৃতি স্যাঁতসেঁতে প্রবেশের বিরুদ্ধে রক্ষা করে, আর্দ্র সেটিংসে অবনতির ঝুঁকি অপসারণ করা– জৈব স্তরের উপর একটি অপরিহার্য সুবিধা.

যান্ত্রিকভাবে, AlN উচ্চ নমনীয় দৃঢ়তা ধারণ করে (300– 400 এমপিএ) এবং দৃঢ়তা (HV ≈ 1200), হ্যান্ডলিং জুড়ে স্থিতিস্থাপকতা নিশ্চিত করা, সমাবেশ, এবং ক্ষেত্রের পদ্ধতি.

এই বৈশিষ্ট্যগুলি সম্মিলিতভাবে উন্নত সিস্টেমের অখণ্ডতায় অবদান রাখে, ব্যর্থতার হার কমিয়েছে, এবং মিশন-সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে দখলের মোট খরচ কম.

4. অ্যাপ্লিকেশন এবং ভবিষ্যত প্রযুক্তিগত ফ্রন্টিয়ার

4.1 ইন্ডাস্ট্রিয়াল, মোটরগাড়ি, এবং সুরক্ষা সিস্টেম

AlN সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলি বর্তমানে বাণিজ্যিক মোটর ড্রাইভের জন্য উন্নত পাওয়ার মডিউলগুলিতে প্রচলিত, বায়ু এবং সৌর ইনভার্টার, এবং বৈদ্যুতিক এবং হাইব্রিড অটোমোবাইলে অনবোর্ড ব্যাটারি চার্জার.

মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষা ক্ষেত্রে, তারা রাডার সিস্টেম বজায় রাখে, ডিজিটাল যুদ্ধ ডিভাইস, এবং স্যাটেলাইট মিথস্ক্রিয়া, যেখানে চরম সমস্যার অধীনে কর্মক্ষমতা অ-আলোচনাযোগ্য.

ক্লিনিকাল ইমেজিং সরঞ্জাম, এক্স-রে জেনারেটর এবং এমআরআই সিস্টেম নিয়ে গঠিত, এছাড়াও AlN এর বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সংকেত অখণ্ডতা থেকে লাভ করে.

যেহেতু বিদ্যুতায়নের গতি বেড়ে যায় পরিবহন এবং শক্তির ক্ষেত্রের জুড়ে, AlN সাবস্ট্রেটের চাহিদা বাড়তে থাকে, কমপ্যাক্ট জন্য প্রয়োজন দ্বারা চালিত, দক্ষ, এবং সম্মানজনক পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস.

4.2 উদ্ভূত সমন্বয় এবং দীর্ঘস্থায়ী উন্নয়ন

ভবিষ্যত উদ্ভাবনগুলি ত্রিমাত্রিক পণ্য প্যাকেজিং আর্কিটেকচারে AlNকে একীভূত করার দিকে মনোনিবেশ করে, অন্তর্নিহিত প্যাসিভ উপাদান, এবং ভিন্নধর্মী সংমিশ্রণ ব্যবস্থা সি-কে একীভূত করে, SiC, এবং GaN গ্যাজেট.

ন্যানোস্ট্রাকচারড AlN মুভি এবং একক-ক্রিস্টাল সাবস্ট্র্যামগুলিতে গবেষণার লক্ষ্য হল একাডেমিক সীমার দিকে তাপ পরিবাহিতা আরও বৃদ্ধি করা (> 300 W/(m · K)) পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম এবং অপটোইলেক্ট্রনিক গ্যাজেটগুলির জন্য.

পরিমাপযোগ্য পাউডার সংশ্লেষণের মাধ্যমে উত্পাদন ব্যয় হ্রাস করার প্রচেষ্টা, জটিল সিরামিক কাঠামোর সংযোজন উত্পাদন, এবং স্ক্র্যাপ AlN এর পুনর্ব্যবহার স্থায়িত্ব বাড়াতে গতি পাচ্ছে.

উপরন্তু, সসীম উপাদান বিশ্লেষণ ব্যবহার করে মডেলিং ডিভাইস (FEA) এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা নির্দিষ্ট তাপ ও ​​বৈদ্যুতিক লোডের জন্য সাবস্ট্রেট লেআউট উন্নত করতে ব্যবহার করা হচ্ছে.

উপসংহারে, হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলি সমসাময়িক ইলেকট্রনিক ডিভাইসে একটি ভিত্তিপ্রস্তর উদ্ভাবনের প্রতিনিধিত্ব করে, বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং অসামান্য থার্মাল ট্রান্সমিশনের মধ্যে শূন্যতাকে স্পষ্টভাবে সংযুক্ত করা.

উচ্চ-দক্ষতা অনুমতি তাদের ভূমিকা, উচ্চ-নির্ভরযোগ্য পাওয়ার সিস্টেমগুলি ডিজিটাল এবং পাওয়ার উদ্ভাবনের পুনরাবৃত্তিমূলক বিবর্তনে তাদের কৌশলগত মূল্যকে জোর দেয়.

5. সরবরাহকারী

অক্টোবরে প্রতিষ্ঠিত উন্নত সিরামিক 17, 2012, গবেষণা এবং উন্নয়নের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ একটি উচ্চ প্রযুক্তির উদ্যোগ, উত্পাদন, প্রক্রিয়াকরণ, সিরামিক আপেক্ষিক উপকরণ এবং পণ্য বিক্রয় এবং প্রযুক্তিগত সেবা. আমাদের পণ্য বোরন কার্বাইড সিরামিক পণ্য অন্তর্ভুক্ত কিন্তু সীমাবদ্ধ নয়, বোরন নাইট্রাইড সিরামিক পণ্য, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পণ্য, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পণ্য, জিরকোনিয়াম ডাই অক্সাইড সিরামিক পণ্য, ইত্যাদি. আপনি আগ্রহী হলে, আমাদের সাথে যোগাযোগ বিনা দ্বিধায় দয়া করে.
ট্যাগ: অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটস, অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক, aln অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড

সমস্ত নিবন্ধ এবং ছবি ইন্টারনেট থেকে প্রাপ্ত. কোন কপিরাইট সমস্যা আছে, মুছে ফেলার সময় আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন.

আমাদের তদন্ত