1. Наука о производима и структурна својства
1.1 Кристални оквир и хемијска стабилност
(Керамичке подлоге од алуминијум нитрида)
Алуминијум нитрид (АлН) је полупроводничка керамика са широким појасом са хексагоналном кристалном структуром вурцита, састављена од ротирајућих слојева лаганих алуминијума и атома азота везаних чврстим ковалентним интеракцијама.
Ова издржљива атомска поставка побољшава АлН са феноменалном термалном безбедношћу, чување архитектонског интегритета до 2200 ° Ц у инертном амбијенту и отпоран на распадање под јаким термичким бициклизмом.
За разлику од глинице (Ал два О ТРИ), АлН је хемијски инертан за одмрзавање челика и неколико гасова који реагују, што га чини идеалним за тешке атмосфере као што су полупроводничке коморе за обраду и високотемпературни грејачи.
Његова висока отпорност на оксидацију– развија само танак сигурносни Ал ₂ О четири слоја на површини након директног излагања ваздуху– гарантује трајну поузданост без значајне деградације великих кућа.
Надаље, АлН показује одличну електричну изолацију са отпорношћу која прелази 10 ¹⁴ Ω · цм и диелектрична жилавост изнад 30 кВ/мм, од виталног значаја за апликације високог напона.
1.2 Топлотна проводљивост и електронске карактеристике
Једна од најважнијих карактеристика алуминијум нитрида је његова супериорна топлотна проводљивост, обично варира од 140 да 180 В/(м · К )за комерцијалне супстрате– преко 5 пута већи од глинице (≈ 30 В/(м · К)).
Ова ефикасност произилази из ниске атомске масе азота и алуминијума, интегрисан са јаким везама и проблемима маргиналних фактора, који омогућавају ефикасан транспорт фонона преко решетке.
Ипак, посебно штетне су нечистоће кисеоника; такође количине у траговима (изнад 100 ппм) замена азотних места, производњу лаганих алуминијумских отвора и ширење фонона, чиме се драстично смањује топлотна проводљивост.
АлН прахови високе чистоће синтетисани путем карботермалног смањења или директне нитридације су неопходни да би се постигла идеална дисипација топлоте.
Без обзира што је електрични изолатор, АлН-ова пиезоелектрична и пироелектрична својства чине га корисним у сензорским јединицама и алатима за акустичне таласе, док њен широки појас (~ 6.2 еВ) одржава процедуру у електронским системима велике снаге и високе фреквенције.
2. Поступци изградње и потешкоће у производњи
( Керамичке подлоге од алуминијум нитрида)
2.1 Синтеза праха и технике синтеровања
Производња АлН супстрата високих перформанси почиње синтезом ултра финих, прах високе чистоће, генерално се постиже реакцијама као што је Ал ₂ О СИКС + 3Ц + Н ДВА → 2АлН + 3ЦО (карботермална редукција) или право нитрирање лаког алуминијумског челика: 2Ал + Н ДВА → 2АлН.
Добијени прах мора бити веома пажљиво нарендан и допиран уз помоћ синтеровања као И ТВО О ФИВЕ, ЦаО, или оксиди ретких планета за промовисање згушњавања на температурама између 1700 ° Ц и 1900 ° Ц у атмосфери азота.
Ови састојци стварају краткорочне течне фазе које побољшавају дифузију на граници зрна, омогућавајући потпуно згушњавање (> 99% теоријска дебљина) док се смањује контаминација кисеоником.
Жарење након синтеровања у срединама богатим угљеником може боље да минимизира садржај мреже кисеоника тако што ће се ослободити интергрануларних оксида, последично обнављање вршне топлотне проводљивости.
Постизање конзистентне микроструктуре са контролисаном димензијом зрна је кључно за балансирање механичке жилавости, термичка ефикасност, и производност.
2.2 Формирање супстрата и метализација
Када се синтерује, АлН керамика је прецизно брушена и прскана како би задовољила ограничене толеранције димензија које су потребне за паковање електронских производа, често до монотоније на нивоу микрометра.
Бушење кроз рупе, ласерско сечење, и површински узорак омогућавају асимилацију у вишеслојне планове и укрштена кола.
Важан корак у производњи подлоге је метализација– наношење проводних слојева (типично волфрам, молибден, или бакра) помоћу процеса као што је штампа на дебелом филму, распршивање танког филма, или директно везивање бакра (ДБЦ).
За ДБЦ, бакарне алуминијумске фолије су везане за АлН површине на повишеним нивоима температуре у регулисаном окружењу, креирање снажног корисничког интерфејса идеалног за апликације високе струје.
Различите технике попут активног лемљења челика (ВИТХ) користите лемове који садрже титанијум за повећање адхезије и отпорности на термичко исцрпљивање, посебно под поновљеним циклусом снаге.
Исправан дизајн интерфејса чини одређену смањену топлотну отпорност и високу механичку поузданост у раду уређаја.
3. Предности перформанси у електронској опреми
3.1 Термичка управа у енергетској електроници
АлН супстрати управљају топлотом коју стварају полупроводнички алати велике снаге као што су ИГБТ, МОСФЕТс, и РФ појачала која се користе у електричним аутомобилима, претварачи обновљивих ресурса, и телекомуникациони оквир.
Поуздано одвођење топлоте избегава локалне жаришне тачке, минимизира топлотну анксиозност, и продужава век трајања алата ублажавањем претњи од електромиграције и деламинације.
У поређењу са конвенционалним Ал ₂ О ₃ супстратима, АлН омогућава мање величине снопа и већу дебљину снаге због своје врхунске топлотне проводљивости, дозвољавајући програмерима да померају границе перформанси без угрожавања интегритета.
У ЛЕД осветљењу и ласерским диодама, где температура споја директно утиче на ефикасност и стабилност боје, АлН супстрати значајно побољшавају луминисцентне резултате и функционални животни век.
Његов коефицијент топлотног раста (ЦТЕ ≈ 4.5 ппм/К) додатно се поклапа са силицијумом (3.5– 4 ппм/К) и галијум нитрида (ГаН, ~ 5.6 ппм/К), смањење термомеханичке напетости током термичке вожње бициклом.
3.2 Електрична и механичка поузданост
Претходне термичке перформансе, АлН користи мале диелектричне губитке (тан 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.
Његова херметичка природа штити од продора влаге, уклањање ризика од пропадања у влажним окружењима– суштинску предност у односу на органске супстрате.
Механички, АлН поседује високу отпорност на савијање (300– 400 МПа) и солидност (ХВ ≈ 1200), осигуравајући отпорност током руковања, скупштина, и теренски поступак.
Ове карактеристике заједно доприносе побољшању интегритета система, смањене стопе неуспеха, и нижи укупни трошкови поседовања у апликацијама које су критичне за мисију.
4. Примене и будуће технолошке границе
4.1 Индустриал, Аутомотиве, и системи заштите
АлН керамичке подлоге су тренутно уобичајене у напредним енергетским модулима за комерцијалне моторне погоне, ветро и соларни претварачи, и уграђени пуњачи батерија у електричним и хибридним аутомобилима.
У ваздухопловству и одбрани, они подржавају радарске системе, дигитални ратни уређаји, и сателитске интеракције, где се о перформансама у екстремним проблемима не може преговарати.
Опрема за клиничко снимање, који се састоји од рендгенских генератора и МРИ система, такође добијају од отпорности на зрачење АлН-а и интегритета сигнала.
Како се електрификација убрзава у транспортним и енергетским пољима, потражња за АлН супстратима наставља да расте, вођен потребом за компактношћу, ефикасан, и реномираним енергетским електронским уређајима.
4.2 Настала комбинација и трајни развој
Будуће иновације се концентришу на интеграцију АлН правог у тродимензионалне архитектуре паковања производа, укорењени пасивни елементи, и хетерогене комбиноване системе који интегришу Си, СиЦ, и ГаН гаџета.
Истраживање наноструктурираних АлН филмова и монокристалних супстрата има за циљ да повећа топлотну проводљивост према академским границама (> 300 В/(м · К)) за квантне и оптоелектронске уређаје следеће генерације.
Напори да се смање трошкови производње кроз скалабилну синтезу праха, адитивна производња сложених керамичких оквира, и рециклажа отпада АлН добијају замах да би се повећала одрживост.
Надаље, уређаји за моделовање коришћењем анализе коначних елемената (ФЕА) и вештачка интелигенција се користе за побољшање распореда подлоге за одређена топлотна и електрична оптерећења.
У закључку, лагане керамичке подлоге од алуминијум нитрида представљају камен темељац иновације у савременим електронским уређајима, јасно повезујући празнину између електричне изолације и изванредног топлотног преноса.
Њихова улога у омогућавању високе ефикасности, високопоуздани енергетски системи наглашавају њихову тактичку вредност у сталној еволуцији дигиталних и енергетских иновација.
5. Добављач
Адванцед Церамицс основан октобра 17, 2012, је високотехнолошко предузеће посвећено истраживању и развоју, производње, обрада, продаје и техничке услуге керамичких релативних материјала и производа. Наши производи укључују, али не ограничавајући се на керамичке производе од бор карбида, Керамички производи од бор нитрида, Керамички производи од силицијум карбида, Керамички производи од силицијум нитрида, Керамички производи од цирконијум диоксида, итд. Ако сте заинтересовани, слободно нас контактирајте.
Ознаке: Керамичке подлоге од алуминијум нитрида, алуминијум нитридна керамика, алн алуминијум нитрида
Сви чланци и слике су са интернета. Ако постоје проблеми са ауторским правима, контактирајте нас на време да обришете.
Питајте нас