1. Produktu zinātne un strukturālās īpašības
1.1 Kristāla karkass un ķīmiskā stabilitāte
(Alumīnija nitrīda keramikas substrāti)
Alumīnija nitrīds (AlN) ir plaša joslas pusvadītāju keramika ar sešstūrainu vurcīta kristāla struktūru, sastāv no rotējošiem viegla alumīnija un slāpekļa atomu slāņiem, kas saistīti ar cietu kovalentu mijiedarbību.
Šis izturīgais atomu uzstādījums uzlabo AlN ar fenomenālu termisko drošību, saglabājot arhitektūras integritāti līdz 2200 ° C inertā vidē un izturīgs pret sadalīšanos smagas termiskās riteņbraukšanas laikā.
Atšķirībā no alumīnija oksīda (Al divi O TRĪS), AlN ir ķīmiski inerts tēraudu un vairāku reaģējošu gāzu atkausēšanai, making it ideal for severe atmospheres such as semiconductor processing chambers and high-temperature heaters.
Its high resistance to oxidation– developing just a slim safety Al ₂ O four layer at surface area upon direct exposure to air– guarantees lasting dependability without significant degradation of bulk homes.
Turklāt, AlN shows superb electric insulation with a resistivity exceeding 10 ¹⁴ Ω · cm and a dielectric toughness above 30 kV/mm, vital for high-voltage applications.
1.2 Thermal Conductivity and Electronic Features
One of the most specifying feature of aluminum nitride is its superior thermal conductivity, typically varying from 140 uz 180 W/(m · K )for commercial-grade substratums– beidzies 5 times higher than that of alumina (≈ 30 W/(m · K)).
This efficiency stems from the low atomic mass of nitrogen and aluminum, integrēta ar spēcīgu sasaisti un robežfaktora problēmām, kas nodrošina efektīvu fononu transportēšanu caur režģi.
Neskatoties uz to, īpaši kaitīgi ir skābekļa piemaisījumi; arī izsekot daudzumus (augstāk 100 ppm) slāpekļa vietu aizstāšana, ražojot vieglas alumīnija atveres un izkliedējot fononus, tādējādi dramatiski samazinot siltumvadītspēju.
Lai sasniegtu ideālu siltuma izkliedi, ir nepieciešami augstas tīrības AlN pulveri, kas sintezēti ar karbotermisku samazināšanos vai tiešu nitridēšanu.
Neatkarīgi no tā, vai tas ir elektriskais izolators, AlN pjezoelektriskās un piroelektriskās īpašības padara to noderīgu sensoru vienībās un akustisko viļņu rīkos, bet tā plašā joslas diapazons (~ 6.2 eV) uztur procedūru lieljaudas un augstfrekvences elektroniskajās sistēmās.
2. Būvniecības procedūras un ražošanas grūtības
( Alumīnija nitrīda keramikas substrāti)
2.1 Pulvera sintēzes un saķepināšanas metodes
Augstas veiktspējas AlN substrātu ražošana sākas ar īpaši smalku substrātu sintēzi, augstas tīrības pakāpes pulveris, parasti tiek panākts ar reakcijām, piemēram, Al ₂ O SIX + 3C + N DIVI → 2AlN + 3CO (karbotermiskā samazināšana) vai viegla alumīnija tērauda tieša nitridēšana: 2Al + N DIVI → 2AlN.
Iegūtais pulveris ir ļoti rūpīgi jāsarīvē un jāleģē ar saķepināšanas palīdzību, piemēram, Y TWO O FIVE, CaO, vai retu planētu oksīdi, lai veicinātu blīvēšanu starplaiku temperatūrās 1700 ° C un 1900 ° C slāpekļa atmosfērā.
Šīs sastāvdaļas rada īslaicīgas šķidruma fāzes, kas uzlabo graudu robežu difūziju, kas nodrošina pilnīgu blīvēšanu (> 99% teorētiskais biezums) vienlaikus samazinot skābekļa piesārņojumu.
Atkausēšana pēc saķepināšanas oglekli bagātā vidē var labāk samazināt skābekļa tīkla saturu, atbrīvojoties no starpgranulārajiem oksīdiem, tādējādi atjaunojot maksimālo siltumvadītspēju.
Lai līdzsvarotu mehānisko stingrību, ir ļoti svarīgi panākt konsekventu mikrostruktūru ar kontrolētu graudu izmēru, siltuma efektivitāte, un izgatavojamību.
2.2 Substrāta formēšana un metalizācija
Kad saķepināts, AlN keramika ir precīzi slīpēta un izšļakstīta, lai atbilstu ierobežotām izmēru pielaidēm, kas nepieciešamas elektronisko izstrādājumu iepakojumam, bieži līdz mikrometru līmeņa monotonijai.
Caururbuma urbšana, lāzergriešana, un virsmas raksts ļauj asimilēties daudzslāņu plānos un krustojuma shēmās.
Būtisks solis substrāta ražošanā ir metalizācija– vadošu slāņu uzklāšana (parasti volframs, molibdēns, vai varš) izmantojot tādus procesus kā biezu plēvju drukāšana, plānslāņa izsmidzināšana, vai tieša vara savienošana (DBC).
DBC, vara alumīnija folijas ir piesaistītas AlN virsmām paaugstinātā temperatūrā regulētā vidē, izveidojot spēcīgu lietotāja interfeisu, kas ideāli piemērots lielas strāvas lietojumprogrammām.
Dažādas metodes, piemēram, aktīvā tērauda lodēšana (AR) izmantojiet titānu saturošus lodmetālus, lai palielinātu adhēziju un termiskās izsmelšanas izturību, īpaši atkārtotas jaudas cikla laikā.
Pareiza saskarnes konstrukcija nodrošina zināmu samazinātu termisko pretestību un augstu mehānisko uzticamību darbības ierīcēs.
3. Elektronisko iekārtu veiktspējas priekšrocības
3.1 Siltuma administrēšana jaudas elektronikā
AlN substrāti pārvalda siltumu, ko rada lieljaudas pusvadītāju instrumenti, piemēram, IGBT, MOSFET, un RF pastiprinātāji, ko izmanto elektriskajos automobiļos, atjaunojamo resursu invertori, un telekomunikāciju sistēma.
Uzticama siltuma ieguve ļauj izvairīties no vietējiem karstajiem punktiem, samazina termisko trauksmi, un pagarina instrumenta kalpošanas laiku, mazinot elektromigrācijas un atslāņošanās draudus.
Salīdzinājumā ar parastajiem Al ₂ O ₃ substrātiem, AlN nodrošina mazāku komplektu izmēru un lielāku jaudas biezumu, pateicoties tā izcilajai siltumvadītspējai, ļauj izstrādātājiem noteikt veiktspējas robežas, neapdraudot integritāti.
LED apgaismojumā un lāzerdiodēs, kur savienojuma temperatūra tieši ietekmē efektivitāti un ēnas stabilitāti, AlN substrāti būtiski uzlabo luminiscējošu rezultātu un funkcionālo dzīves ilgumu.
Tās termiskās izaugsmes koeficients (CTE ≈ 4.5 ppm/K) turklāt cieši sakrīt ar silīciju (3.5– 4 ppm/K) un gallija nitrīds (GaN, ~ 5.6 ppm/K), termomehāniskās spriedzes samazināšana termiskās riteņbraukšanas laikā.
3.2 Elektriskā un mehāniskā uzticamība
Iepriekšējie termiskie rādītāji, AlN izmanto zemus dielektriskos zudumus (iedegums 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.
Tās hermētiskais raksturs aizsargā pret mitruma iekļūšanu, novēršot nolietošanās risku mitros apstākļos– būtisks ieguvums salīdzinājumā ar organiskajiem substrātiem.
Mehāniski, AlN piemīt augsta lieces izturība (300– 400 MPa) un stingrība (HV ≈ 1200), nodrošinot elastību visā apstrādes laikā, montāža, un lauka procedūra.
Šīs īpašības kopā veicina sistēmas integritātes uzlabošanos, pazemināts neveiksmju līmenis, un zemākas kopējās glabāšanas izmaksas misijai kritiskās lietojumprogrammās.
4. Lietojumprogrammas un nākotnes tehnoloģiskās robežas
4.1 Rūpnieciskais, Automašīna, un aizsardzības sistēmas
AlN keramikas substrāti pašlaik ir tradicionāli komerciālo motoru piedziņas uzlabotajos jaudas moduļos, vēja un saules invertori, un iebūvēti akumulatoru lādētāji elektriskajos un hibrīdautomobiļos.
Aviācijā un aizsardzībā, tie uztur radaru sistēmas, digitālās kara ierīces, un satelītu mijiedarbība, kur sniegums ārkārtēju problēmu gadījumā nav apspriežams.
Klīniskās attēlveidošanas iekārtas, kas sastāv no rentgena ģeneratoriem un MRI sistēmām, iegūst arī no AlN starojuma pretestības un signāla integritātes.
Tā kā elektrifikācijas tendences paātrinās visā transporta un enerģētikas jomā, pieprasījums pēc AlN substrātiem turpina augt, ko veicina vajadzība pēc kompakta, efektīva, un cienījamas jaudas elektroniskās ierīces.
4.2 Radoša kombinācija un ilgstoša attīstība
Nākotnes inovācijas koncentrējas uz AlN integrēšanu trīsdimensiju produktu iepakojuma arhitektūrā, iesakņojušies pasīvie elementi, un neviendabīgas kombinācijas sistēmas, kas integrē Si, SiC, un GaN sīkrīkus.
Nanostrukturētu AlN filmu un viena kristāla substrātu izpētes mērķis ir vairāk palielināt siltumvadītspēju līdz akadēmiskajām robežām (> 300 W/(m · K)) nākamās paaudzes kvantu un optoelektroniskajiem sīkrīkiem.
Centieni samazināt ražošanas izmaksas, izmantojot mērogojamu pulvera sintēzi, sarežģītu keramikas karkasu piedevu ražošana, un lūžņu AlN pārstrāde uzņem apgriezienus, lai veicinātu ilgtspējību.
Turklāt, modelēšanas ierīces, izmantojot galīgo elementu analīzi (FEA) un mākslīgais intelekts tiek izmantoti, lai uzlabotu substrāta izkārtojumu noteiktām termiskām un elektriskām slodzēm.
Nobeigumā, vieglas alumīnija nitrīda keramikas pamatnes ir mūsdienu elektronisko ierīču stūrakmens inovācija, skaidri saista tukšumu starp elektrisko izolāciju un izcilu siltuma pārnesi.
Viņu loma augstas efektivitātes nodrošināšanā, augstas uzticamības energosistēmas uzsver to taktisko vērtību periodiskajā digitālo un enerģijas inovāciju attīstībā.
5. Piegādātājs
Advanced Ceramics dibināta oktobrī 17, 2012, ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas nodarbojas ar pētniecību un attīstību, ražošanu, apstrāde, keramikas materiālu un izstrādājumu pārdošana un tehniskie pakalpojumi. Mūsu produkti ietver, bet ne tikai, bora karbīda keramikas izstrādājumus, Bora nitrīda keramikas izstrādājumi, Silīcija karbīda keramikas izstrādājumi, Silīcija nitrīda keramikas izstrādājumi, Cirkonija dioksīda keramikas izstrādājumi, utt. Ja jūs interesē, lūdzu, sazinieties ar mums.
Tagi: Alumīnija nitrīda keramikas substrāti, alumīnija nitrīda keramika, aln alumīnija nitrīds
Visi raksti un bildes ir no interneta. Ja ir kādas autortiesību problēmas, lūdzu, savlaicīgi sazinieties ar mums, lai dzēstu.
Jautājiet mums