Ալյումինի նիտրիդային կերամիկա: Առավել իդեալական ենթաշերտի նյութ ալյումինի նիտրիդային ջերմահաղորդություն

Ներածություն ալյումինի նիտրիդային կերամիկայի

Թեթև քաշի ալյումինի նիտրիդ (ԱլՆ) բարձր արտադրողականությամբ կերամիկական արտադրանք է, որը մեծ ճանաչում է ձեռք բերել իր ակնառու ջերմային հաղորդունակության համար, էլեկտրական մեկուսացում, և մեխանիկական անվտանգություն բարձր ջերմաստիճաններում. Վեցանկյուն վուրցիտի բյուրեղային կառուցվածքով, AlN-ն ցուցադրում է հատկությունների հստակ համադրություն, որոնք այն դարձնում են էլեկտրոնային սարքերում կիրառման ամենահիասքանչ սուբստրատի արտադրանքներից մեկը:, օպտոէլեկտրոնիկա, ուժային բաղադրիչներ, և բարձր ջերմաստիճանի միջավայրեր. Ջերմությունը արդյունավետորեն ցրելու կարողությունը՝ պահպանելով AlN-ի դիէլեկտրական կայունության բացառիկ կարգավորումները՝ որպես պրեմիում ընտրություն սովորական կերամիկական ենթաշերտերի համար, ինչպիսիք են ալյումինը և բերիլիումի օքսիդը:. Այս գրառումը ուսումնասիրում է ալյումինի նիտրիդային կերամիկայի հիմնական հատկանիշները, նայում է արտադրության ռազմավարություններին, և ընդգծում է իր կարևոր գործառույթները առաջադեմ տեխնոլոգիական ոլորտներում.

(Ալյումինի նիտրիդային կերամիկա)

Բյուրեղյա շրջանակ և հիմնարար առանձնահատկություն

Թեթև քաշի ալյումինի նիտրիդի աշխատանքը որպես ենթաշերտի նյութ մեծապես թելադրված է նրա բյուրեղային շրջանակով և բնածին ֆիզիկական շենքերով:. AlN-ն ընդունում է վուրցիտի տիպի վանդակ, որը կազմված է փոփոխվող ալյումինի և ազոտի ատոմներից, ինչը նպաստում է նրա բարձր ջերմահաղորդականությանը– սովորաբար գերազանցում է 180 Վ/(մ · Կ), որոշ բարձր մաքրության նմուշներ ավարտվել են 320 Վ/(մ · Կ). Այս արժեքը զգալիորեն գերազանցում է կերամիկական արտադրանքի այլ ընդհանուր օգտագործման արժեքներին, ներառյալ կավահող (~ 24 Վ/(մ · Կ) )և սիլիցիումի կարբիդ (~ 90 Վ/(մ · Կ)).

Բացի իր ջերմային կատարողականությունից, AlN-ն ունի շուրջը լայն բացվածք 6.2 eV, ինչը հանգեցնում է գերազանց էլեկտրական մեկուսացման տների նույնիսկ շոգին. Այն լրացուցիչ ցույց է տալիս ցածր ջերմային զարգացում (CTE ≈ 4.5 × 10 6/ Կ), որը խնամքով համապատասխանում է սիլիցիումի և գալիումի արսենիդին, դարձնելով այն օպտիմալ կոստյում կիսահաղորդչային գաջեթների արտադրանքի փաթեթավորման համար. Ավելին, AlN-ն ցուցադրում է բարձր քիմիական իներտություն և դիմադրություն հալած մետաղների նկատմամբ, բարելավելով դրա համապատասխանությունը կոպիտ միջավայրերին. Այս խառը առանձնահատկությունները հաստատում են AlN-ը որպես առաջատար հեռանկար բարձր հզորության թվային ենթաշերտերի և ջերմային կառավարվող համակարգերի համար.

Արտադրության և սինթերինգի տեխնոլոգիաներ

Բարձրորակ, թեթև քաշով ալյումինի նիտրիդային ճենապակու պատրաստումը պահանջում է փոշու ճշգրիտ սինթեզ և սինթեզման մեթոդներ՝ նվազագույն աղտոտիչներով հաստ միկրոկառուցվածքներ ստեղծելու համար:. Իր կովալենտային կապի պատճառով, AlN-ն արագ չի սեղմվում ստանդարտ առանց ճնշման սինթրման միջոցով. Հետեւաբար, սինթրման օժանդակ միջոցներ, ինչպիսիք են իտրիումի օքսիդը (Ե ԵՐԿՈՒ ՎԵՑ), կալցիումի օքսիդ (CaO), կամ հազվագյուտ մոլորակների ասպեկտները սովորաբար ավելացվում են հեղուկ փուլային սինթինգը խթանելու և հացահատիկի սահմանային դիֆուզիան բարելավելու համար.

Արտադրության գործընթացը սովորաբար սկսվում է ալյումինի օքսիդի ածխաջերմային վերացումից ազոտի միջավայրում՝ AlN փոշի արտադրելու համար:. Այդ փոշիները հետո մանրացված են, ձևավորվում է ժապավենի ձուլման կամ ներարկման ձևավորման մեթոդների միջոցով, և սինթրվում է միջանկյալ ջերմաստիճանում 1700 ° C և 1900 ° C ազոտով հարուստ միջավայրում. Ջերմ սեղմում կամ խթանում է պլազմայի սինթրումը (SPS) կարող է հետագայում բարձրացնել խտությունը և ջերմային հաղորդունակությունը՝ նվազեցնելով ծակոտկենությունը և նպաստելով հացահատիկի դիրքավորմանը. Հետազոտվում են նաև հավելումների արտադրության առաջադեմ տեխնիկան, որպեսզի արտադրվեն բարդ ձևավորված AlN տարրեր՝ հարմարեցված ջերմային կառավարման հնարավորություններով:.

Կիրառում ապրանքների էլեկտրոնային փաթեթավորման և էներգիայի մոդուլների մեջ

Թեթև քաշի ալյումինի նիտրիդային կերամիկայի առավել նկատելի օգտագործումներից մեկը էլեկտրոնային փաթեթավորումն է, հատկապես բարձր հզորության գործիքների համար, ինչպիսիք են մեկուսացված դարպասի երկբևեռ տրանզիստորները (IGBT-ներ), լազերային դիոդներ, և գերբարձր հաճախականությամբ (ՌԴ) ուժեղացուցիչներ. Ժամանակակից էլեկտրոնային սարքերում հզորության հաստության աճով, ջերմության արդյունավետ ցրումը կարևոր է դառնում հուսալիությունը և երկար կյանք ապահովելու համար. AlN ենթաշերտերն առաջարկում են օպտիմալ լուծում՝ ներառելով բարձր ջերմային հաղորդունակություն՝ հոյակապ էլեկտրական մեկուսացմամբ, կարճ սխեմաների և ջերմային արտահոսքի պայմանների կանխարգելում.

Ավելին, AlN-ի վրա հիմնված ուղիղ կպչուն պղինձ (DBC) և եռանդուն մետաղական հղկված (ՀԵՏ) ենթաշերտերը աստիճանաբար օգտագործվում են էլեկտրական մեքենաների ուժային մոդուլների ոճերում, վերականգնվող ռեսուրսների ինվերտորներ, և արդյունաբերական էլեկտրական շարժիչներ. Հակադրվում է սովորական կավահողին կամ սիլիցիումի նիտրիդային ենթաշերտերին, AlN-ն ապահովում է ջերմության ավելի արագ փոխանցում և շատ ավելի լավ համատեղելիություն ջերմային ընդարձակման սիլիկոնային չիպի գործակիցների հետ, այդպիսով նվազեցնելով մեխանիկական լարվածությունը և բարձրացնելով համակարգի ընդհանուր աշխատանքը. Ընթացիկ հետազոտությունը նպատակ ունի բարձրացնել կապի կայունությունը և մետաղացման մեթոդները AlN մակերեսների վրա՝ ավելի ընդլայնելու դրա կիրառման չափը:.

Օգտագործեք օպտոէլեկտրոնային և բարձր ջերմաստիճանի հարմարանքներում

Էլեկտրոնային արտադրանքի փաթեթավորումից դուրս, ալյումինի նիտրիդային ճենապակները կարևոր դեր են խաղում օպտոէլեկտրոնային և բարձր ջերմաստիճանի կիրառման մեջ՝ ուլտրամանուշակագույնի նկատմամբ դրանց թափանցիկության պատճառով (Ուլտրամանուշակագույն) ճառագայթային և ջերմային անվտանգություն. AlN-ը սովորաբար օգտագործվում է որպես խորը ուլտրամանուշակագույն լույս արձակող դիոդների հիմք (LED-ներ) և լազերային դիոդներ, հատկապես սանիտարահիգիենիկ պայմաններ պահանջող ծրագրերում, զգացողություն, և օպտիկական հաղորդակցություն. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տիրույթում դրա լայն կապը և կլանման ցածր գործակիցը դարձնում են այն հարմար թեկնածու՝ թեթև քաշով ալյումինի գալիումի նիտրիդը պահպանելու համար: (ԱլԳաՆ)-հիմնված հետերոկառուցվածքներ.

Բացի այդ, AlN-ի կարողությունը ճշգրիտ գործելու գերազանցող ջերմաստիճանի մակարդակներում 1000 ° C-ն այն հարմարեցնում է սենսորներում օգտագործելու համար, ջերմաէլեկտրական գեներատորներ, և ծայրահեղ ջերմային լոտերի ենթարկված տարրեր. Ավիատիեզերական և պաշտպանական շուկաներում, AlN-ի վրա հիմնված զգայական միավորի պլանները օգտագործվում են ռեակտիվ շարժիչների հսկողության համակարգերում և բարձր ջերմաստիճանի վերահսկման սարքերում, որտեղ սովորական արտադրանքները, անշուշտ, կարող են ձախողվել:. Շարունակական նորարարությունները բարակ թաղանթների տեղադրման և էպիտաքսիալ աճի ռազմավարություններում ընդլայնում են AlN-ի հնարավորությունը հաջորդ սերնդի օպտոէլեկտրոնային և բարձր ջերմաստիճանի ներկառուցված համակարգերում:.

( Ալյումինի նիտրիդային կերամիկա)

Էկոլոգիական կայունություն և երկարաժամկետ ամբողջականություն

Ենթաշերտի ցանկացած տիպի նյութի հիմնական նկատառումը դրա կայուն ամբողջականությունն է գործառնական սթրեսների դեպքում. Թեթև քաշով ալյումինի նիտրիդը ցույց է տալիս զգալի էկոլոգիական անվտանգություն՝ ի տարբերություն շատ այլ կերամիկայի. Այն խիստ անձեռնմխելի է թթուների քայքայման նկատմամբ, ալկալիներ, և հալած պողպատներ, ապահովելով ամրություն ագրեսիվ քիմիական պարամետրերում. Այնուամենայնիվ, AlN-ը հակված է հիդրոլիզի, երբ ենթարկվում է խոնավության բարձր ջերմաստիճանի մակարդակներում, ինչը կարող է քայքայել դրա մակերեսը և նվազեցնել ջերմային արդյունավետությունը.

Այս խնդիրը մեղմելու համար, անվտանգության ավարտվածքներ, ինչպիսիք են սիլիցիումի նիտրիդը (Si ₃ N ₄), թեթև քաշի ալյումինի օքսիդ, կամ պոլիմերային հիմքով պարուրված շերտերը հաճախ դրվում են խոնավության դիմադրության բարելավման վրա. Ավելին, ուշադիր ապահովման և արտադրանքի փաթեթավորման մոտեցումները կիրառվում են գաջեթի տեղադրման ընթացքում՝ AlN-ի ենթաշերտերի ազնվությունը պահպանելու իրենց ծառայության ողջ կյանքի ընթացքում:. Քանի որ էկոլոգիական քաղաքականությունը դառնում է շատ ավելի խիստ, AlN-ի ոչ թունավոր բնույթը լրացուցիչ դնում է այն որպես բերիլիումի օքսիդի նախընտրելի այլընտրանք, որը առողջության հետ կապված ռիսկեր է պարունակում մշակման և հեռացման ընթացքում.

Դատավճիռ

Թեթև քաշի ալյումինի նիտրիդային կերամիկան ներկայացնում է նորարարական արտադրանքի դաս, որը հստակորեն հարմար է բարձր արդյունավետության էլեկտրոնային և օպտոէլեկտրոնային համակարգերում արդյունավետ ջերմային կառավարման և էլեկտրական մեկուսացման աճող կարիքները բավարարելու համար:. Նրանց ակնառու ջերմային հաղորդունակությունը, քիմիական անվտանգություն, և կիսահաղորդչային տեխնոլոգիաների հետ համատեղելիությունը դրանք դարձնում են ամենահարմար սուբստրատի նյութերից մեկը տարբեր կիրառությունների համար– մեքենայի ուժային մոդուլներից մինչև խորը ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդներ և բարձր ջերմաստիճանի սենսորներ. Քանի որ արտադրական նորամուծությունները շարունակում են առաջընթաց ունենալ, և արտադրության մատչելի տեխնիկան աճում է, Ակնկալվում է, որ AlN ենթաշերտերի խթանումը զգալիորեն կբարձրանա, խթանող նորարարություն հաջորդ սերնդի թվային և ֆոտոնիկ սարքերում.

Վաճառող

Advanced Ceramics-ը հիմնադրվել է հոկտեմբերին 17, 2012, բարձր տեխնոլոգիական ձեռնարկություն է, որը նվիրված է հետազոտության և զարգացմանը, արտադրություն, վերամշակում, կերամիկական հարաբերական նյութերի և արտադրանքի վաճառք և տեխնիկական ծառայություններ. Մեր արտադրանքը ներառում է, բայց չի սահմանափակվում բորի կարբիդի կերամիկական արտադրանքներով, Բորի նիտրիդ կերամիկական արտադրանք, Սիլիկոնային կարբիդ կերամիկական արտադրանք, Սիլիկոնային նիտրիդային կերամիկական արտադրանք, Ցիրկոնիումի երկօքսիդի կերամիկական արտադրանք, և այլն. Եթե ​​դուք հետաքրքրված եք, խնդրում ենք ազատ զգալ կապվել մեզ հետ:([email protected])
Պիտակներ: ալյումինի նիտրիդ կերամիկա, ալյումինի նիտրիդ, ալյումինի նիտրիդային կերամիկա

Բոլոր հոդվածները և նկարները համացանցից են. Եթե ​​կան հեղինակային իրավունքի հետ կապված խնդիրներ, խնդրում ենք ժամանակին կապվել մեզ հետ ջնջելու համար.

Հարցրեք մեզ