அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள்: உயர்ந்த வெப்ப மேலாண்மை அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் மூலம் உயர்-சக்தி எலக்ட்ரானிக்ஸை இயக்குதல்

1. தயாரிப்பு அறிவியல் மற்றும் கட்டமைப்பு பண்புகள்

1.1 படிக கட்டமைப்பு மற்றும் இரசாயன நிலைத்தன்மை

(அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள்)

அலுமினியம் நைட்ரைடு (AlN) அறுகோண வூர்ட்சைட் படிக அமைப்பைக் கொண்ட ஒரு பரந்த பேண்ட்கேப் குறைக்கடத்தி பீங்கான், குறைந்த எடை அலுமினியம் மற்றும் நைட்ரஜன் அணுக்களின் சுழலும் அடுக்குகள் திட கோவலன்ட் இடைவினைகள் மூலம் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன.

இந்த நீடித்த அணு அமைப்பு AlN ஐ சிறப்பான வெப்ப பாதுகாப்போடு மேம்படுத்துகிறது, வரை கட்டிடக்கலை ஒருமைப்பாடு வைத்து 2200 செயலற்ற சூழல்களில் ° C மற்றும் கடுமையான வெப்ப பைக்கிங்கின் கீழ் சிதைவை எதிர்க்கும்.

அலுமினா போலல்லாமல் (அல் டூ ஓ த்ரீ), உருக்குகள் மற்றும் பல பதிலளிக்கக்கூடிய வாயுக்களைக் கரைப்பதற்கு AlN இரசாயன ரீதியாக செயலற்றது, குறைக்கடத்தி செயலாக்க அறைகள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை ஹீட்டர்கள் போன்ற கடுமையான வளிமண்டலங்களுக்கு இது சிறந்தது.

ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு அதன் உயர் எதிர்ப்பு– காற்றின் நேரடி வெளிப்பாட்டின் போது மேற்பரப்பில் ஒரு மெல்லிய பாதுகாப்பு Al ₂ O நான்கு அடுக்குகளை உருவாக்குதல்– மொத்த வீடுகளின் குறிப்பிடத்தக்க சீரழிவு இல்லாமல் நீடித்த நம்பகத்தன்மைக்கு உத்தரவாதம் அளிக்கிறது.

மேலும், AlN மின்தடையை மீறிய மின்தடையைக் காட்டுகிறது 10 ¹⁴ Ω · செமீ மற்றும் மேலே மின்கடத்தா கடினத்தன்மை 30 கேவி/மிமீ, உயர் மின்னழுத்த பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமானது.

1.2 வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் மின்னணு அம்சங்கள்

அலுமினிய நைட்ரைட்டின் மிகவும் குறிப்பிடும் அம்சங்களில் ஒன்று அதன் உயர்ந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் ஆகும்., பொதுவாக மாறுபடும் 140 செய்ய 180 W/(மீ · கே )வணிக-தர அடி மூலக்கூறுகளுக்கு– முடிந்துவிட்டது 5 அலுமினாவை விட மடங்கு அதிகம் (≈ 30 W/(மீ · கே)).

இந்த செயல்திறன் நைட்ரஜன் மற்றும் அலுமினியத்தின் குறைந்த அணு வெகுஜனத்திலிருந்து உருவாகிறது, வலுவான பிணைப்பு மற்றும் விளிம்பு காரணி சிக்கல்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது, இது லட்டு வேலைகள் வழியாக திறமையான ஃபோனான் போக்குவரத்தை அனுமதிக்கிறது.

இருந்தாலும், ஆக்ஸிஜன் அசுத்தங்கள் குறிப்பாக தீங்கு விளைவிக்கும்; அளவுகளைக் கண்டறியவும் (மேலே 100 பிபிஎம்) நைட்ரஜன் தளங்களுக்கு பதிலாக, குறைந்த எடை அலுமினிய திறப்புகளை உற்பத்தி செய்து ஃபோனான்களை பரப்புகிறது, அதன் மூலம் வெப்ப கடத்துத்திறனை வியத்தகு முறையில் குறைக்கிறது.

சிறந்த வெப்பச் சிதறலை அடைய கார்போதெர்மல் குறைவு அல்லது நேரடி நைட்ரைடேஷன் மூலம் தொகுக்கப்பட்ட உயர்-தூய்மை AlN பொடிகள் அவசியம்.

மின் இன்சுலேட்டராக இருந்தாலும் சரி, AlN இன் பைசோ எலக்ட்ரிக் மற்றும் பைரோ எலக்ட்ரிக் பண்புகள், உணர்திறன் அலகுகள் மற்றும் ஒலி அலைக் கருவிகளில் இது நன்மை பயக்கும்., அதன் பரந்த பேண்ட்கேப் போது (~ 6.2 ஈ.வி) உயர்-சக்தி மற்றும் உயர் அதிர்வெண் மின்னணு அமைப்புகளில் செயல்முறையை நிலைநிறுத்துகிறது.

2. கட்டுமான நடைமுறைகள் மற்றும் உற்பத்தி சிரமங்கள்

( அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள்)

2.1 தூள் தொகுப்பு மற்றும் சின்டரிங் நுட்பங்கள்

உயர்-செயல்திறன் கொண்ட AlN அடி மூலக்கூறுகளை உருவாக்குவது அல்ட்ரா-ஃபைன் தொகுப்புடன் தொடங்குகிறது., உயர் தூய்மை தூள், பொதுவாக Al ₂ O SIX போன்ற எதிர்வினைகள் மூலம் நிறைவேற்றப்படுகிறது + 3சி + N TWO → 2AlN + 3CO (கார்போதெர்மல் குறைப்பு) அல்லது லைட் வெயிட் அலுமினிய எஃகு நேராக நைட்ரைடேஷன்: 2அல் + N TWO → 2AlN.

இதன் விளைவாக வரும் தூளை மிகவும் கவனமாக அரைத்து, Y TWO O FIVE போன்ற சின்டரிங் உதவியுடன் டோப் செய்ய வேண்டும், CaO, அல்லது அரிய கிரக ஆக்சைடுகள் இடையே வெப்பநிலையில் அடர்த்தியை ஊக்குவிக்கும் 1700 ° C மற்றும் 1900 நைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தின் கீழ் ° C.

இந்த பொருட்கள் தானிய எல்லை பரவலை மேம்படுத்தும் குறுகிய கால திரவ நிலைகளை உருவாக்குகின்றன, முழுமையான அடர்த்தியை செயல்படுத்துகிறது (> 99% கோட்பாட்டு தடிமன்) ஆக்ஸிஜன் மாசுபாட்டைக் குறைக்கும் போது.

கார்பன் நிறைந்த சூழலில் பிந்தைய சின்டரிங் அனீலிங், இண்டர்கிரானுலர் ஆக்சைடுகளை அகற்றுவதன் மூலம் ஆக்ஸிஜன் வலை உள்ளடக்கத்தை சிறப்பாகக் குறைக்கலாம், இதன் விளைவாக உச்ச வெப்ப கடத்துத்திறனை மீட்டெடுக்கிறது.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தானிய பரிமாணத்துடன் சீரான நுண் கட்டமைப்பை அடைவது இயந்திர கடினத்தன்மையை சமப்படுத்த முக்கியமானது, வெப்ப திறன், மற்றும் உற்பத்தித்திறன்.

2.2 அடி மூலக்கூறு உருவாக்கம் மற்றும் உலோகமாக்கல்

சின்டர் செய்யப்பட்ட போது, AlN மட்பாண்டங்கள் துல்லியமான தரை மற்றும் மின்னணு தயாரிப்பு பேக்கேஜிங்கிற்கு தேவையான வரையறுக்கப்பட்ட பரிமாண சகிப்புத்தன்மையை பூர்த்தி செய்ய தெறிக்கப்படுகின்றன., அடிக்கடி மைக்ரோமீட்டர் நிலை மோனோடோனி.

துளை வழியாக சலிப்பு, லேசர் வெட்டுதல், மற்றும் மேற்பரப்பு அமைப்பு பல அடுக்கு திட்டங்கள் மற்றும் கலப்பின சுற்றுகளில் ஒருங்கிணைப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது.

அடி மூலக்கூறு உற்பத்தியில் ஒரு முக்கிய படி உலோகமயமாக்கல் ஆகும்– கடத்தும் அடுக்குகளின் பயன்பாடு (பொதுவாக டங்ஸ்டன், மாலிப்டினம், அல்லது தாமிரம்) தடிமனான திரைப்பட அச்சிடுதல் போன்ற செயல்முறைகள் மூலம், மெல்லிய படலம் sputtering, அல்லது தாமிரத்தின் நேரடி பிணைப்பு (டிபிசி).

டிபிசிக்கு, செப்பு அலுமினியத் தகடுகள் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட சூழலில் உயர்த்தப்பட்ட வெப்பநிலை மட்டங்களில் AlN மேற்பரப்புகளுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன., உயர்-தற்போதைய பயன்பாடுகளுக்கான வலுவான பயனர் இடைமுகத்தை உருவாக்குதல்.

ஆக்டிவ் ஸ்டீல் பிரேசிங் போன்ற பல்வேறு நுட்பங்கள் (உடன்) ஒட்டுதல் மற்றும் வெப்ப சோர்வு எதிர்ப்பை அதிகரிக்க டைட்டானியம் கொண்ட சாலிடர்களைப் பயன்படுத்தவும், குறிப்பாக மீண்டும் மீண்டும் சக்தி சைக்கிள் ஓட்டுதலின் கீழ்.

சரியான இடைமுக வடிவமைப்பு, இயக்கச் சாதனங்களில் குறிப்பிட்ட வெப்ப எதிர்ப்பையும் உயர் இயந்திர நம்பகத்தன்மையையும் குறைக்கிறது.

3. மின்னணு உபகரணங்களில் செயல்திறன் நன்மைகள்

3.1 பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸில் வெப்ப நிர்வாகம்

ஐஜிபிடிகள் போன்ற உயர்-சக்தி செமிகண்டக்டர் கருவிகளால் உருவாக்கப்பட்ட AlN சப்ஸ்ட்ரேட்டம்ஸ் மாஸ்டர் ஹேண்ட்லிங் வெப்பம், MOSFETகள், மற்றும் மின்சார ஆட்டோமொபைல்களில் பயன்படுத்தப்படும் RF பெருக்கிகள், புதுப்பிக்கத்தக்க வள இன்வெர்ட்டர்கள், மற்றும் தொலைத்தொடர்பு கட்டமைப்பு.

நம்பகமான வெப்பப் பிரித்தெடுத்தல் உள்ளூர் ஹாட்ஸ்பாட்களைத் தவிர்க்கிறது, வெப்ப கவலையை குறைக்கிறது, எலக்ட்ரோமிக்ரேஷன் மற்றும் டிலாமினேஷன் அச்சுறுத்தல்களைத் தணிப்பதன் மூலம் கருவியின் ஆயுளை நீட்டிக்கிறது.

வழக்கமான Al ₂ O ₃ அடி மூலக்கூறுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, AlN அதன் பிரீமியம் வெப்ப கடத்துத்திறன் காரணமாக சிறிய மூட்டை அளவுகள் மற்றும் அதிக சக்தி தடிமன் ஆகியவற்றை சாத்தியமாக்குகிறது, ஒருமைப்பாட்டை சமரசம் செய்யாமல் செயல்திறன் எல்லைகளை அழுத்த டெவலப்பர்களை அனுமதிக்கிறது.

LED லைட்டிங் மற்றும் லேசர் டையோட்களில், சந்திப்பு வெப்பநிலை நேரடியாக செயல்திறன் மற்றும் நிழல் நிலைத்தன்மையை பாதிக்கிறது, AlN அடி மூலக்கூறுகள் ஒளிரும் முடிவு மற்றும் செயல்பாட்டு ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றை கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன.

வெப்ப வளர்ச்சியின் அதன் குணகம் (CTE ≈ 4.5 பிபிஎம்/கே) கூடுதலாக சிலிக்கானுடன் நெருக்கமாக பொருந்துகிறது (3.5– 4 பிபிஎம்/கே) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN, ~ 5.6 பிபிஎம்/கே), தெர்மல் பைக்கிங்கின் போது தெர்மோ-மெக்கானிக்கல் டென்ஷன் குறைகிறது.

3.2 மின் மற்றும் இயந்திர நம்பகத்தன்மை

கடந்த வெப்ப செயல்திறன், AlN குறைந்த மின்கடத்தா இழப்பைப் பயன்படுத்துகிறது (டான் 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.

அதன் ஹெர்மீடிக் தன்மை ஈரப்பதம் ஊடுருவலில் இருந்து பாதுகாக்கிறது, ஈரமான அமைப்புகளில் சிதைவு அபாயங்களை நீக்குகிறது– கரிம அடி மூலக்கூறுகளின் மீது ஒரு அத்தியாவசிய நன்மை.

இயந்திரத்தனமாக, AlN அதிக நெகிழ்வு கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது (300– 400 MPa) மற்றும் திடத்தன்மை (HV ≈ 1200), கையாளுதல் முழுவதும் உறுதியை உறுதி செய்யும், சட்டசபை, மற்றும் கள நடைமுறை.

இந்த குணாதிசயங்கள் கூட்டாக மேம்பட்ட கணினி ஒருமைப்பாட்டிற்கு பங்களிக்கின்றன, தோல்வி விகிதம் குறைக்கப்பட்டது, மற்றும் பணி-முக்கியமான பயன்பாடுகளில் குறைந்த மொத்த உடைமை செலவு.

4. பயன்பாடுகள் மற்றும் எதிர்கால தொழில்நுட்ப எல்லைகள்

4.1 தொழில்துறை, வாகனம், மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்புகள்

AlN செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள் வணிக மோட்டார் டிரைவ்களுக்கான மேம்பட்ட ஆற்றல் தொகுதிகளில் தற்போது வழக்கமானவை, காற்று மற்றும் சூரிய மின்மாற்றிகள், மற்றும் எலக்ட்ரிக் மற்றும் ஹைப்ரிட் ஆட்டோமொபைல்களில் உள்ள பேட்டரி சார்ஜர்கள்.

விண்வெளி மற்றும் பாதுகாப்பில், அவை ரேடார் அமைப்புகளைத் தாங்குகின்றன, டிஜிட்டல் போர் சாதனங்கள், மற்றும் செயற்கைக்கோள் தொடர்புகள், தீவிர சிக்கல்களின் கீழ் செயல்திறன் பேச்சுவார்த்தைக்கு உட்பட்டது அல்ல.

மருத்துவ இமேஜிங் உபகரணங்கள், எக்ஸ்ரே ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் எம்ஆர்ஐ அமைப்புகளைக் கொண்டது, AlN இன் கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு மற்றும் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டிலிருந்தும் பெறலாம்.

போக்குவரத்து மற்றும் ஆற்றல் துறைகள் முழுவதும் மின்மயமாக்கல் மங்கல்கள் வேகமடைகின்றன, AlN அடி மூலக்கூறுகளுக்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, கச்சிதமான தேவையால் இயக்கப்படுகிறது, திறமையான, மற்றும் புகழ்பெற்ற மின்சக்தி மின்னணு சாதனங்கள்.

4.2 எழும் சேர்க்கை மற்றும் நீடித்த வளர்ச்சி

எதிர்கால கண்டுபிடிப்புகள் AlN உரிமையை முப்பரிமாண தயாரிப்பு பேக்கேஜிங் கட்டமைப்புகளில் ஒருங்கிணைப்பதில் கவனம் செலுத்துகின்றன., வேரூன்றிய செயலற்ற கூறுகள், மற்றும் Si ஐ ஒருங்கிணைக்கும் பன்முக சேர்க்கை அமைப்புகள், SiC, மற்றும் GaN கேஜெட்டுகள்.

நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட AlN திரைப்படங்கள் மற்றும் ஒற்றை-படிக அடி மூலக்கூறுகள் பற்றிய ஆராய்ச்சி கல்வி வரம்புகளை நோக்கி வெப்ப கடத்துத்திறனை அதிகப்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. (> 300 W/(மீ · கே)) அடுத்த தலைமுறை குவாண்டம் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் கேஜெட்டுகளுக்கு.

அளவிடக்கூடிய தூள் தொகுப்பு மூலம் உற்பத்தி செலவினங்களைக் குறைப்பதற்கான முயற்சிகள், சிக்கலான செராமிக் கட்டமைப்புகளின் சேர்க்கை உற்பத்தி, மற்றும் ஸ்க்ராப் AlN மறுசுழற்சி செய்வது நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்க வேகத்தை பெறுகிறது.

மேலும், வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தி மாடலிங் சாதனங்கள் (FEA) மற்றும் சில வெப்ப மற்றும் மின் சுமைகளுக்கு அடி மூலக்கூறு அமைப்பை மேம்படுத்த செயற்கை நுண்ணறிவு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முடிவில், குறைந்த எடை அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள் தற்கால மின்னணு சாதனங்களில் ஒரு மூலக்கல்ல புதுமையைக் குறிக்கின்றன, மின் காப்பு மற்றும் சிறந்த வெப்ப பரிமாற்றத்திற்கு இடையே உள்ள வெற்றிடத்தை தெளிவாக இணைக்கிறது.

உயர் செயல்திறனை அனுமதிப்பதில் அவர்களின் பங்கு, உயர்-நம்பக சக்தி அமைப்புகள் டிஜிட்டல் மற்றும் ஆற்றல் கண்டுபிடிப்புகளின் தொடர்ச்சியான பரிணாம வளர்ச்சியில் அவற்றின் தந்திரோபாய மதிப்பை வலியுறுத்துகின்றன..

5. சப்ளையர்

அட்வான்ஸ்டு செராமிக்ஸ் அக்டோபரில் நிறுவப்பட்டது 17, 2012, ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனமாகும், உற்பத்தி, செயலாக்கம், பீங்கான் தொடர்புடைய பொருட்கள் மற்றும் தயாரிப்புகளின் விற்பனை மற்றும் தொழில்நுட்ப சேவைகள். எங்கள் தயாரிப்புகளில் போரான் கார்பைடு செராமிக் தயாரிப்புகள் அடங்கும் ஆனால் அவை மட்டும் அல்ல, போரான் நைட்ரைடு செராமிக் பொருட்கள், சிலிக்கான் கார்பைடு செராமிக் பொருட்கள், சிலிக்கான் நைட்ரைடு செராமிக் பொருட்கள், சிர்கோனியம் டை ஆக்சைடு பீங்கான் பொருட்கள், முதலியன. நீங்கள் ஆர்வமாக இருந்தால், தயவு செய்து எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்.
குறிச்சொற்கள்: அலுமினியம் நைட்ரைடு செராமிக் அடி மூலக்கூறுகள், அலுமினியம் நைட்ரைடு பீங்கான், அல்ன் அலுமினியம் நைட்ரைடு

அனைத்து கட்டுரைகளும் படங்களும் இணையத்தில் இருந்து வந்தவை. ஏதேனும் பதிப்புரிமைச் சிக்கல்கள் இருந்தால், நீக்க சரியான நேரத்தில் எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்.

எங்களை விசாரிக்கவும்