1. Sayansi ya Bidhaa na Sifa za Muundo
1.1 Mfumo wa Kioo na Utulivu wa Kemikali
(Sehemu ndogo za Kauri za Nitridi za Alumini)
Alumini nitridi (AlN) ni kauri pana ya semicondukta ya bandgap yenye muundo wa fuwele wa wurtzite wa hexagonal, inayojumuisha tabaka zinazozunguka za alumini ya uzani mwepesi na atomi za nitrojeni zilizounganishwa kupitia mwingiliano thabiti..
Usanidi huu wa kudumu wa atomiki huongeza AlN kwa usalama wa hali ya juu wa joto, kuweka uadilifu wa usanifu hadi 2200 ° C katika mazingira ajizi na kustahimili mtengano chini ya baiskeli kali ya joto.
Tofauti na alumina (Wote wawili O TATU), AlN ina ajizi ya kemikali ili kuyeyusha vyuma na gesi kadhaa zinazoweza kuitikia, kuifanya kuwa bora kwa angahewa kali kama vile vyumba vya usindikaji vya semiconductor na hita za joto la juu.
Upinzani wake wa juu kwa oxidation– kukuza usalama mdogo tu Al ₂ O safu nne kwenye eneo la uso inapokaribia hewa moja kwa moja– inahakikisha kutegemewa kwa kudumu bila uharibifu mkubwa wa nyumba nyingi.
Zaidi ya hayo, AlN inaonyesha insulation bora ya umeme na upinzani unaozidi 10 ¹⁴ Ω · cm na uthabiti wa dielectri hapo juu 30 kV/mm, muhimu kwa matumizi ya nguvu ya juu.
1.2 Uendeshaji wa joto na Sifa za Kielektroniki
Moja ya kipengele kinachojulikana zaidi cha nitridi ya alumini ni conductivity yake ya juu ya mafuta, kawaida hutofautiana kutoka 140 kwa 180 W/(m · K )kwa substratum za daraja la kibiashara– juu 5 mara ya juu kuliko ile ya alumina (≈ 30 W/(m · K)).
Ufanisi huu unatokana na wingi wa chini wa atomiki wa nitrojeni na alumini, kuunganishwa na uhusiano wenye nguvu na matatizo ya sababu za pembezoni, ambayo inaruhusu usafiri wa phonon ufanisi kupitia kimiani.
Hata hivyo, uchafu wa oksijeni ni uharibifu hasa; pia kufuatilia kiasi (juu 100 ppm) badala ya maeneo ya nitrojeni, huzalisha fursa nyepesi za alumini na kueneza phononi, na hivyo kupunguza kwa kasi conductivity ya mafuta.
Poda za AlN zenye usafi wa hali ya juu zilizosanifiwa kupitia kupungua kwa jotoardhi au nitridation ya moja kwa moja ni muhimu ili kufikia utaftaji bora wa joto..
Bila kujali kuwa insulator ya umeme, Sifa za AlN za piezoelectric na pyroelectric huifanya kuwa ya manufaa katika vitengo vya kuhisi na zana za mawimbi ya akustisk., wakati bendi yake pana (~ 6.2 eV) inadumisha utaratibu katika mifumo ya elektroniki ya nguvu ya juu na ya masafa ya juu.
2. Taratibu za Ujenzi na Ugumu wa Uzalishaji
( Sehemu ndogo za Kauri za Nitridi za Alumini)
2.1 Mchanganyiko wa Poda na Mbinu za Kutoa Sintering
Kuzalisha substratums za utendaji wa juu za AlN huanza na usanisi wa faini ya hali ya juu, unga wa juu-usafi, kwa ujumla hukamilishwa kupitia miitikio kama vile Al ₂ O SIX + 3C + N TWO → 2AlN + 3CO (kupunguzwa kwa carbothermal) au nitridation moja kwa moja ya chuma nyepesi ya alumini: 2Al + N TWO → 2AlN.
Poda inayopatikana inabidi ikakunwe kwa uangalifu sana na kuongezwa kwa usaidizi wa kuchemka kama Y TWO OF FIVE, CaO, au oksidi adimu za sayari ili kukuza msongamano katika halijoto kati yao 1700 ° C na 1900 ° C chini ya anga ya nitrojeni.
Viungo hivi huunda awamu za kioevu za muda mfupi ambazo huongeza uenezaji wa mpaka wa nafaka, kuwezesha msongamano kamili (> 99% unene wa kinadharia) huku ikipunguza uchafuzi wa oksijeni.
Uingizaji hewa baada ya kuzama katika mazingira yenye kaboni nyingi kunaweza kupunguza vyema maudhui ya tovuti ya oksijeni kwa kuondoa oksidi za kati ya punjepunje., kwa hivyo kurejesha upitishaji wa kiwango cha juu cha mafuta.
Kupata muundo mdogo thabiti na mwelekeo wa nafaka unaodhibitiwa ni muhimu ili kusawazisha ukakamavu wa kimitambo, ufanisi wa joto, na utengenezaji.
2.2 Uundaji wa Substratum na Metallization
Wakati sintered, Kauri za AlN ni za msingi kwa usahihi na hunyunyizwa ili kukidhi uvumilivu mdogo unaohitajika kwa upakiaji wa bidhaa za kielektroniki., mara kwa mara kwa monotoni ya kiwango cha mikromita.
Kupitia shimo boring, kukata laser, na muundo wa uso hufanya iwezekane kuiga katika mipango ya safu nyingi na mizunguko ya mseto.
Hatua muhimu katika utengenezaji wa substrate ni metallization– matumizi ya tabaka za conductive (kawaida tungsten, molybdenum, au shaba) kwa njia ya michakato kama vile uchapishaji wa filamu nene, sputtering ya filamu nyembamba, au kuunganisha moja kwa moja ya shaba (DC).
Kwa DBC, karatasi za alumini ya shaba hufungwa kwenye nyuso za AlN katika viwango vya joto vilivyoinuliwa katika mazingira yaliyodhibitiwa, kuunda kiolesura chenye nguvu cha mtumiaji bora kwa programu za kisasa.
Mbinu tofauti kama vile ukabaji wa chuma unaotumika (NA) tumia vichungi vilivyo na titani ili kuongeza mshikamano na upinzani wa kutolea nje kwa mafuta, hasa chini ya mzunguko wa umeme unaorudiwa.
Muundo sahihi wa baina ya uso hufanya baadhi ya kupunguza upinzani wa mafuta na utegemezi wa juu wa mitambo katika vifaa vya uendeshaji.
3. Faida za Utendaji katika Vifaa vya Kielektroniki
3.1 Utawala wa Joto katika Elektroniki za Nishati
AlN substratums kuu ya kushughulikia joto iliyoundwa na zana za semikondakta zenye nguvu nyingi kama vile IGBT, MOSFETs, na amplifiers RF kutumika katika magari ya umeme, inverters za rasilimali zinazoweza kurejeshwa, na mfumo wa mawasiliano ya simu.
Uchimbaji wa joto unaotegemewa huepuka maeneo ya karibu, hupunguza wasiwasi wa joto, na kuongeza muda wa matumizi ya zana kwa kupunguza uhamaji wa kielektroniki na vitisho vya kukatiza.
Ikilinganishwa na substrates za kawaida za Al ₂ O ₃, AlN hufanya iwezekane kwa saizi ndogo za vifurushi na unene wa juu wa nguvu kutokana na uwekaji wake wa hali ya juu wa halijoto, kuruhusu wasanidi programu kubonyeza mipaka ya utendakazi bila kuathiri uadilifu.
Katika taa za LED na diode za laser, ambapo joto la makutano huathiri moja kwa moja ufanisi na utulivu wa kivuli, Sehemu ndogo za AlN huboresha kwa kiasi kikubwa matokeo ya nuru na muda wa kuishi wa kufanya kazi.
Mgawo wake wa ukuaji wa joto (CTE ≈ 4.5 ppm/K) kwa kuongeza inalingana na ile ya silicon (3.5– 4 ppm/K) na nitridi ya gallium (GaN, ~ 5.6 ppm/K), kupungua kwa mvutano wa thermo-mechanical wakati wa baiskeli ya joto.
3.2 Kuegemea kwa Umeme na Mitambo
Utendaji wa zamani wa mafuta, AlN hutumia hasara ya chini ya dielectric (jua 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.
Asili yake ya hermetic inalinda dhidi ya ingress ya unyevu, kuondoa hatari za kuzorota katika mipangilio ya unyevu– faida muhimu juu ya substrates za kikaboni.
Kimechanika, AlN ina ukakamavu wa hali ya juu (300– 400 MPa) na uimara (HV ≈ 1200), kuhakikisha uthabiti wakati wote wa kushughulikia, mkusanyiko, na utaratibu wa shamba.
Sifa hizi kwa pamoja huchangia katika kuboresha uadilifu wa mfumo, viwango vya kushindwa vilivyopungua, na kupunguza jumla ya gharama ya umiliki katika maombi muhimu ya misheni.
4. Maombi na Mipaka ya Kiteknolojia ya Baadaye
4.1 Viwandani, Magari, na Mifumo ya Ulinzi
Sehemu ndogo za kauri za AlN kwa sasa ni za kawaida katika moduli za nguvu za hali ya juu kwa viendeshi vya magari ya kibiashara, inverters za upepo na jua, na chaja za betri za ndani katika magari ya umeme na mseto.
Katika anga na ulinzi, wanaendeleza mifumo ya rada, vifaa vya vita vya digital, na mwingiliano wa satelaiti, ambapo utendaji chini ya matatizo makubwa hauwezi kujadiliwa.
Vifaa vya uchunguzi wa kliniki, inayojumuisha jenereta za X-ray na mifumo ya MRI, pia kupata kutoka kwa upinzani wa mionzi ya AlN na uadilifu wa ishara.
Mitindo ya umeme inapoongezeka kasi katika nyanja zote za usafiri na nishati, mahitaji ya substrates AlN inaendelea kukua, inaendeshwa na hitaji la kompakt, ufanisi, na vifaa vya kielektroniki vinavyotambulika.
4.2 Mchanganyiko unaoibuka na Maendeleo ya Kudumu
Ubunifu wa siku zijazo unazingatia kuunganisha AlN moja kwa moja katika usanifu wa ufungaji wa bidhaa wenye sura tatu., vipengele vya passiv vilivyojikita, na mifumo tofauti tofauti inayojumuisha Si, SiC, na vifaa vya GaN.
Utafiti katika filamu za AlN zenye muundo wa nano na sehemu ndogo za kioo-moja unalenga kuongeza zaidi utendakazi wa mafuta kuelekea mipaka ya kitaaluma. (> 300 W/(m · K)) kwa kizazi kijacho quantum na gadgets optoelectronic.
Juhudi za kupunguza gharama za utengenezaji kupitia usanisi wa poda inayoweza kusambaa, utengenezaji wa nyongeza wa mifumo ngumu ya kauri, na urejelezaji wa chakavu AlN unapata kasi ya kuimarisha uendelevu.
Zaidi ya hayo, vifaa vya kuiga kwa kutumia uchanganuzi wa vipengele vyenye kikomo (FEA) na akili ya bandia inatumiwa kuimarisha muundo wa substrate kwa mizigo fulani ya joto na umeme.
Kwa kumalizia, uzani mwepesi wa kauri za nitridi za alumini huwakilisha uvumbuzi wa msingi katika vifaa vya kisasa vya kielektroniki, kuunganisha kwa uwazi utupu kati ya insulation ya umeme na upitishaji bora wa mafuta.
Jukumu lao katika kuruhusu ufanisi wa juu, mifumo ya nguvu ya kuegemea juu inasisitiza thamani yao ya kimbinu katika mageuzi ya mara kwa mara ya uvumbuzi wa dijiti na nguvu..
5. Msambazaji
Keramik ya hali ya juu ilianzishwa mnamo Oktoba 17, 2012, ni biashara ya hali ya juu iliyojitolea kwa utafiti na maendeleo, uzalishaji, usindikaji, mauzo na huduma za kiufundi za vifaa na bidhaa za jamaa za kauri. Bidhaa zetu ni pamoja na, lakini sio tu kwa Bidhaa za Kauri za Boron Carbide, Bidhaa za Kauri za Boron Nitride, Bidhaa za Kauri za Silicon Carbide, Bidhaa za Kauri za Nitridi za Silicon, Bidhaa za Kauri za Dioksidi ya Zirconium, nk. Ikiwa una nia, tafadhali jisikie huru kuwasiliana nasi.
Lebo: Sehemu ndogo za Kauri za Nitridi za Alumini, kauri ya nitridi alumini, aln alumini nitridi
Nakala na picha zote zinatoka kwa Mtandao. Ikiwa kuna masuala yoyote ya hakimiliki, tafadhali wasiliana nasi kwa wakati ili kufuta.
Tuulize