1. Tooteteadus ja struktuuriomadused
1.1 Crystal Framework ja keemiline stabiilsus
(Alumiiniumnitriidkeraamilised aluspinnad)
Alumiiniumnitriid (AlN) on kuusnurkse wurtsiitkristallstruktuuriga laia ribalaiusega pooljuhtkeraamika, koosneb pöörlevatest kerge alumiiniumi kihtidest ja tahkete kovalentsete interaktsioonide kaudu seotud lämmastikuaatomitest.
See vastupidav aatomiseade suurendab AlN-i fenomenaalse termilise turvalisusega, arhitektuurse terviklikkuse säilitamine 2200 ° C inertses keskkonnas ja vastupidavas lagunemisele tugeval termilisel jalgrattasõidul.
Erinevalt alumiiniumoksiidist (Al kaks V KOLM), AlN on terase ja mitmete reageerivate gaaside sulatamisel keemiliselt inertne, muutes selle ideaalseks rasketes tingimustes, nagu pooljuhtide töötlemiskambrid ja kõrge temperatuuriga küttekehad.
Selle kõrge vastupidavus oksüdatsioonile– otsesel kokkupuutel õhuga moodustades pinnale õhukese ohutu Al ₂ O nelja kihi– tagab püsiva töökindluse ilma suuremahuliste majade olulise halvenemiseta.
Lisaks, AlN näitab suurepärast elektriisolatsiooni, mille eritakistus ületab 10 ¹⁴ Ω · cm ja dielektriline sitkus eespool 30 kV/mm, ülioluline kõrgepingerakenduste jaoks.
1.2 Soojusjuhtivus ja elektroonilised omadused
Üks alumiiniumnitriidi kõige spetsiifilisemaid omadusi on selle suurepärane soojusjuhtivus, tavaliselt erinevad 140 juurde 180 W/(m · K )kaubandusliku kvaliteediga substraatide jaoks– läbi 5 korda kõrgem kui alumiiniumoksiidil (≈ 30 W/(m · K)).
See tõhusus tuleneb lämmastiku ja alumiiniumi madalast aatommassist, integreeritud tugeva sideme ja marginaalsete tegurite probleemidega, mis võimaldavad tõhusat fonooni transporti võre kaudu.
Sellest hoolimata, eriti kahjulikud on hapniku lisandid; ka jälgi koguseid (eespool 100 ppm) lämmastikukohtade asendamine, kergete alumiiniumist avade valmistamine ja fonoonide levitamine, vähendades seeläbi oluliselt soojusjuhtivust.
Suure puhtusastmega AlN pulbrid, mis on sünteesitud karbotermilise vähendamise või otsese nitrideerimise teel, on vajalikud ideaalse soojuse hajumise saavutamiseks.
Sõltumata sellest, et tegemist on elektriisolaatoriga, AlN-i piesoelektrilised ja püroelektrilised omadused muudavad selle kasulikuks anduriüksustes ja akustiliste lainete tööriistades, samas kui selle lai ribalaius (~ 6.2 eV) säilitab protseduuri suure võimsusega ja kõrgsageduslikes elektroonilistes süsteemides.
2. Ehitusprotseduurid ja tootmisraskused
( Alumiiniumnitriidkeraamilised aluspinnad)
2.1 Pulbrisünteesi ja paagutamise tehnikad
Suure jõudlusega AlN substraatide tootmine algab ülipeente substraatide sünteesiga, kõrge puhtusastmega pulber, tavaliselt saavutatakse selliste reaktsioonide kaudu nagu Al 2 O SIX + 3C + N KAKS → 2AlN + 3CO (karbotermiline vähendamine) või kerge alumiiniumterase sirge nitrideerimine: 2Al + N KAKS → 2AlN.
Saadud pulber tuleb väga hoolikalt riivida ja leotada paagutamisabiga nagu Y TWO O FIVE, CaO, või haruldased planeedioksiidid, et soodustada tihenemist vahepealsetel temperatuuridel 1700 ° C ja 1900 °C lämmastiku atmosfääris.
Need koostisosad loovad lühiajalisi vedelaid faase, mis suurendavad terade piiride difusiooni, võimaldab täielikku tihendamist (> 99% teoreetiline paksus) vähendades samal ajal hapnikuga saastumist.
Paagutamisjärgne lõõmutamine süsinikurikastes keskkondades võib hapnikusisaldust paremini minimeerida, vabanedes teradevahelistest oksiididest, järelikult taastub maksimaalne soojusjuhtivus.
Mehaanilise sitkuse tasakaalustamiseks on ülioluline saavutada ühtlane mikrostruktuur kontrollitud teramõõtmega, termiline efektiivsus, ja valmistatavus.
2.2 Aluspinna moodustamine ja metalliseerimine
Kui paagutatakse, AlN keraamika on täppislihvitud ja pritsitud, et täita elektrooniliste toodete pakendamiseks vajalikke piiratud mõõtmete tolerantse, sageli kuni mikromeetri tasemel monotoonsus.
Läbi auguga puurimine, laser lõikamine, ja pinnamuster võimaldavad assimilatsiooni mitmekihilisteks plaanideks ja ristahelateks.
Substraadi valmistamise oluline etapp on metalliseerimine– juhtivate kihtide pealekandmine (tavaliselt volfram, molübdeen, või vask) selliste protsesside abil nagu paksukiletrükk, õhukese kilega pritsimine, või vase otsene sidumine (DBC).
DBC jaoks, vasest alumiiniumfooliumid seotakse reguleeritud keskkonnas kõrgendatud temperatuuriga AlN pindadega, tugeva kasutajaliidese loomine, mis sobib ideaalselt suure vooluga rakenduste jaoks.
Erinevad tehnikad, nagu aktiivne terasjootmine (KOOS) kasutada titaani sisaldavaid jooteid, et suurendada adhesiooni ja termilise ammendumise vastupidavust, eriti korduva jõutsükli korral.
Korrektne liidese disain vähendab tööseadmetes teatud soojustakistust ja tagab suure mehaanilise töökindluse.
3. Elektrooniliste seadmete jõudluse eelised
3.1 Soojusjuhtimine jõuelektroonikas
AlN substraadid valdavad suure võimsusega pooljuhttööriistade (nt IGBT) tekitatud soojust, MOSFETid, ja elektriautodes kasutatavad RF-võimendid, taastuvate ressursside inverterid, ja telekommunikatsiooni raamistik.
Usaldusväärne soojuseraldus väldib kohalikke levialasid, vähendab termilist ärevust, ja pikendab tööriista eluiga, leevendades elektromigratsiooni ja delaminatsiooni ohte.
Võrreldes tavaliste Al ₂ O ₃ substraatidega, AlN võimaldab tänu oma esmaklassilisele soojusjuhtivusele väiksemate kimpude suurust ja suuremat võimsuspaksust, võimaldades arendajatel jõudluse piire piirata terviklikkust kahjustamata.
LED-valgustuses ja laserdioodides, kus ristmiku temperatuur mõjutab otseselt efektiivsust ja varju stabiilsust, AlN substraadid parandavad oluliselt luminestsentstulemust ja funktsionaalset eluiga.
Selle termilise kasvu koefitsient (CTE ≈ 4.5 ppm/K) Lisaks ühtib räni omaga (3.5– 4 ppm/K) ja galliumnitriid (GaN, ~ 5.6 ppm/K), termomehaanilise pinge vähendamine termorattasõidu ajal.
3.2 Elektriline ja mehaaniline töökindlus
Varem soojuslik jõudlus, AlN kasutab madalat dielektrilist kadu (tan 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.
Selle hermeetiline olemus kaitseb niiskuse sissepääsu eest, riknemisriskide eemaldamine niisketes tingimustes– oluline eelis orgaaniliste substraatide ees.
Mehaaniliselt, AlN-l on kõrge paindetugevus (300– 400 MPa) ja tugevus (HV ≈ 1200), tagades vastupidavuse kogu käitlemise ajal, kokkupanek, ja väliprotseduur.
Need omadused aitavad ühiselt kaasa süsteemi terviklikkuse parandamisele, vähenenud ebaõnnestumiste määr, ja madalamad valdamiskulud missioonikriitilistes rakendustes.
4. Rakendused ja tuleviku tehnoloogilised piirid
4.1 Tööstuslik, Autotööstus, ja kaitsesüsteemid
AlN keraamilised substraadid on praegu kaubanduslike mootoriajamite täiustatud toitemoodulites tavapärased, tuule- ja päikeseenergia inverterid, ning elektri- ja hübriidautode pardalaadijad.
Lennunduses ja kaitses, nad toetavad radarisüsteeme, digitaalsed sõjaseadmed, ja satelliitide vastasmõju, kus jõudlus äärmuslike probleemide korral on vaieldamatu.
Kliinilise pildistamise seadmed, mis koosneb röntgenigeneraatoritest ja MRI süsteemidest, kasu ka AlN-i kiirgustakistusest ja signaali terviklikkusest.
Kuna elektrifitseerimise moehullus kiireneb kogu transpordi- ja energiaväljadel, nõudlus AlN substraatide järele kasvab jätkuvalt, ajendatud vajadusest kompaktsuse järele, tõhus, ja mainekaid jõuelektroonikaid.
4.2 Tekkiv kombinatsioon ja püsiv areng
Tulevased uuendused keskenduvad AlN-i integreerimisele kolmemõõtmeliste tootepakendite arhitektuuridesse, juurdunud passiivsed elemendid, ja heterogeensed kombinatsioonisüsteemid, mis integreerivad Si, SiC, ja GaN-i vidinaid.
Nanostruktureeritud AlN-filmide ja ühekristalliliste substraatide uurimise eesmärk on suurendada soojusjuhtivust akadeemiliste piiride suunas (> 300 W/(m · K)) järgmise põlvkonna kvant- ja optoelektrooniliste vidinate jaoks.
Püüdlused tootmiskulude vähendamiseks skaleeritava pulbri sünteesi abil, keerukate keraamiliste karkasside lisatootmine, ja vanametalli ringlussevõtt AlN saavad hoogu, et suurendada jätkusuutlikkust.
Lisaks, modelleerimisseadmed lõplike elementide analüüsi abil (FEA) ja tehisintellekti kasutatakse substraadi paigutuse täiustamiseks teatud termiliste ja elektriliste koormuste jaoks.
Kokkuvõtteks, Kerged alumiiniumnitriidkeraamilised aluspinnad on kaasaegsete elektroonikaseadmete nurgakivi uuendus, ühendab selgelt tühimiku elektriisolatsiooni ja suurepärase soojusülekande vahel.
Nende roll suure tõhususe võimaldamisel, suure töökindlusega toitesüsteemid rõhutavad nende taktikalist väärtust digitaalsete ja energiainnovatsiooni korduvas arengus.
5. Tarnija
Advanced Ceramics asutati oktoobris 17, 2012, on kõrgtehnoloogia ettevõte, mis on pühendunud teadus- ja arendustegevusele, tootmine, töötlemine, keraamiliste materjalide ja toodete müük ja tehnilised teenused. Meie toodete hulka kuuluvad boorkarbiidist keraamilised tooted, kuid mitte ainult, Boornitriidi keraamikatooted, Ränikarbiidist keraamikatooted, Silikoonnitriidi keraamikatooted, Tsirkooniumdioksiidi keraamikatooted, jne. Kui olete huvitatud, võtke meiega julgelt ühendust.
Sildid: Alumiiniumnitriidkeraamilised aluspinnad, alumiiniumnitriidkeraamika, aln alumiiniumnitriid
Kõik artiklid ja pildid on Internetist. Kui on autoriõigustega probleeme, kustutamiseks võtke meiega õigeaegselt ühendust.
Küsige meilt