1. Наука за производи и структурни својства
1.1 Кристална рамка и хемиска стабилност
(Керамички подлоги од алуминиум нитрид)
Алуминиум нитрид (AlN) е полупроводничка керамика со широка лента со хексагонална кристална структура на вурцит, составена од ротирачки слоеви на атоми на алуминиум и азот со мала тежина поврзани преку цврсти ковалентни интеракции.
Ова издржливо атомско поставување го подобрува AlN со феноменална топлинска сигурност, одржување на архитектонскиот интегритет до 2200 ° C во инертни амбиенти и отпорен на распаѓање при тежок термички велосипедизам.
За разлика од алумина (Ал два О ТРИ), AlN е хемиски инертен за одмрзнување на челици и неколку одговорни гасови, што го прави идеален за тешки атмосфери како што се комори за обработка на полупроводници и грејачи со висока температура.
Неговата висока отпорност на оксидација– развивајќи само тенок безбедносен Al 2 O четири слој на површината при директна изложеност на воздух– гарантира трајна сигурност без значителна деградација на домовите на големо.
Понатаму, AlN покажува одлична електрична изолација со поголема отпорност 10 14 Ω · cm и диелектрична цврстина погоре 30 kV/mm, од витално значење за високонапонски апликации.
1.2 Топлинска спроводливост и електронски карактеристики
Една од најпрецизните карактеристики на алуминиум нитрид е неговата супериорна топлинска спроводливост, типично се разликуваат од 140 до 180 W/(m · К )за комерцијални подлоги– над 5 пати повисока од онаа на алумина (≈ 30 W/(m · К)).
Оваа ефикасност произлегува од ниската атомска маса на азот и алуминиум, интегрирани со силно поврзување и проблеми со маргиналниот фактор, кои овозможуваат ефикасен транспорт на фонон преку решетката.
како и да е, особено штетни се кислородните нечистотии; исто така во трагови (погоре 100 ppm) замена за азотни места, производство на мали алуминиумски отвори и ширење фонони, со што драматично се намалува топлинската спроводливост.
Прашокот AlN со висока чистота синтетизиран преку карботермално намалување или директна нитридација се неопходни за да се постигне идеална дисипација на топлина.
Без разлика што е електричен изолатор, Пиезоелектричните и пироелектричните својства на AlN го прават корисни во сензорните единици и алатките за акустични бранови, додека нејзиниот широк bandgap (~ 6.2 eV) ја одржува процедурата во електронските системи со висока моќност и висока фреквенција.
2. Градежни процедури и производствени тешкотии
( Керамички подлоги од алуминиум нитрид)
2.1 Синтеза на прав и техники на синтерување
Производството на подлоги AlN со високи перформанси започнува со синтеза на ултра-фини, прашок со висока чистота, генерално се постигнува преку реакции како Al 2 O SIX + 3В + N ДВА → 2AlN + 3CO (намалување на јаглеродот) или директно нитридирање на алуминиумски челик со мала тежина: 2Ал + N ДВА → 2AlN.
Добиениот прав мора внимателно да се ренда и да се намачка со помош на синтерување како Y TWO O FIVE, CaO, или ретки планети оксиди за да се промовира згуснување на температурите помеѓу 1700 ° C и 1900 ° C под азотна атмосфера.
Овие состојки создаваат краткорочни течни фази кои ја подобруваат граничната дифузија на зрната, овозможувајќи целосно згуснување (> 99% теоретска дебелина) додека ја намалува контаминацијата со кислород.
Греењето после синтерување во опкружувања богати со јаглерод може подобро да ја минимизира содржината на кислородната мрежа со ослободување од интергрануларни оксиди, последователно враќање на врвната топлинска спроводливост.
Постигнувањето конзистентна микроструктура со контролирана димензија на зрно е од клучно значење за балансирање на механичката цврстина, термичка ефикасност, и продуктивност.
2.2 Формирање и метализација на супстрат
Кога се синтерува, AlN керамиката е прецизно мелена и прскана за да се задоволат ограничените димензионални толеранции потребни за електронско пакување на производите, често до микрометарска монотонија.
Здодевно преку дупка, ласерско сечење, и површинскиот модел овозможуваат асимилација во повеќеслојни планови и вкрстени кола.
Витален чекор во производството на подлогата е метализацијата– примена на проводни слоеви (типично волфрам, молибден, или бакар) со помош на процеси како што е печатење со дебел филм, распрскување со тенок филм, или директно поврзување на бакар (ДБЦ).
За DBC, бакарните алуминиумски фолии се врзуваат за AlN површини на покачени температурни нивоа во регулирана средина, создавање силен кориснички интерфејс идеален за апликации со висока струја.
Различни техники како активно лемење на челик (СО) користете лемови што содржат титаниум за да ја зајакнете адхезијата и отпорноста на топлинска исцрпеност, особено при повторен циклус на моќност.
Правилниот меѓусебен дизајн прави одредена намалена термичка отпорност и висока механичка сигурност во уредите што работат.
3. Предности во изведбата во електронската опрема
3.1 Термичка администрација во енергетска електроника
Подлогите AlN го совладаат ракувањето со топлината создадена од полупроводнички алатки со висока моќност како што се IGBT, МОСФЕТИ, и RF засилувачи кои се користат во електричните автомобили, инвертери за обновливи извори, и телекомуникациска рамка.
Сигурното извлекување на топлина ги избегнува локалните жаришта, ја минимизира термичката вознемиреност, и го продолжува животниот век на алатот со ублажување на заканите од електромиграција и раслојување.
Во споредба со конвенционалните супстрати Al 2 O 3, AlN овозможува помали големини на снопови и поголема дебелина на моќноста поради неговата врвна топлинска спроводливост, дозволувајќи им на програмерите да ги притиснат границите на изведбата без да се загрози интегритетот.
Во LED осветлување и ласерски диоди, каде што температурата на спојката директно влијае на ефективноста и стабилноста на сенката, Подлогите AlN значително го подобруваат луминисцентниот резултат и функционалниот животен век.
Неговиот коефициент на термички раст (CTE ≈ 4.5 ppm/K) дополнително се совпаѓа со силиконот (3.5– 4 ppm/K) и галиум нитрид (GaN, ~ 5.6 ppm/K), намалување на термо-механичката напнатост за време на термички велосипедизам.
3.2 Електрична и механичка доверливост
Минати термички перформанси, AlN користи мала загуба на диелектрик (тен 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.
Неговата херметичка природа штити од навлегување на влага, отстранување на ризиците од влошување во влажни услови– суштинска придобивка во однос на органските супстрати.
Механички, AlN поседува висока виткачка цврстина (300– 400 MPa) и цврстина (ВН ≈ 1200), осигурувајќи ја еластичноста во текот на ракувањето, склопување, и теренска постапка.
Овие карактеристики колективно придонесуваат за подобрување на интегритетот на системот, намалени стапки на неуспех, и пониски вкупни трошоци за поседување во апликации кои се критични за мисијата.
4. Апликации и идни технолошки граници
4.1 Индустриски, Автомобилство, и Системи за заштита
AlN керамичките подлоги во моментов се конвенционални во напредните модули за напојување за комерцијални моторни погони, ветерни и соларни инвертери, и вградени полначи за батерии во електрични и хибридни автомобили.
Во воздушната и одбраната, тие ги одржуваат радарските системи, дигитални воени уреди, и сателитски интеракции, каде што перформансите при екстремни проблеми не се преговараат.
Опрема за клиничко снимање, се состои од генератори на рендген и МРИ системи, исто така добиваат од отпорноста на зрачење на AlN и интегритетот на сигналот.
Бидејќи модовите за електрификација се забрзуваат низ транспортните и енергетските полиња, побарувачката за AlN супстрати продолжува да расте, водени од потребата за компактен, ефикасен, и реномирани моќни електронски уреди.
4.2 Комбинација што произлегува и траен развој
Идните иновации се концентрираат на интегрирање на AlN директно во тридимензионални архитектури за пакување производи, вкоренети пасивни елементи, и хетерогени комбинирани системи кои интегрираат Si, SiC, и GaN гаџети.
Истражувањето за наноструктурирани филмови AlN и еднокристални подстратуми има за цел повеќе да ја зголеми топлинската спроводливост кон академските граници (> 300 W/(m · К)) за следната генерација квантни и оптоелектронски гаџети.
Напори да се намалат трошоците за производство преку скалабилна синтеза на прашок, адитивно производство на сложени керамички рамки, и рециклирањето на отпадот AlN добиваат на интензитет за да се зајакне одржливоста.
Понатаму, уреди за моделирање со помош на анализа на конечни елементи (FEA) и вештачката интелигенција се користи за подобрување на распоредот на подлогата за одредени термички и електрични оптоварувања.
Како заклучок, мала тежина алуминиум нитрид керамички подлоги претставуваат камен-темелник иновација во современите електронски уреди, јасно поврзувајќи ја празнината помеѓу електричната изолација и извонредниот термички пренос.
Нивната улога во овозможувањето на висока ефикасност, Енергетските системи со висока доверливост ја нагласуваат нивната тактичка вредност во повторливата еволуција на дигиталните и енергетски иновации.
5. Добавувачот
Напредна керамика основана во октомври 17, 2012, е високо-технолошки претпријатие посветено на истражување и развој, производство, обработка, продажба и технички услуги на керамички релативни материјали и производи. Нашите производи вклучуваат, но не ограничувајќи се на керамички производи од бор карбид, Керамички производи со бор нитрид, Керамички производи од силициум карбид, Керамички производи со силикон нитрид, Керамички производи со циркониум диоксид, итн. Ако сте заинтересирани, Ве молиме слободно контактирајте не.
Тагови: Керамички подлоги од алуминиум нитрид, алуминиум нитрид керамика, алуминиум нитрид
Сите статии и слики се од Интернет. Ако има некакви проблеми со авторските права, ве молиме контактирајте со нас на време за да го избришете.
Прашајте не