1. Илми маҳсулот ва хосиятҳои сохторӣ
1.1 Чаҳорчӯбаи кристаллӣ ва устувории кимиёвӣ
(Субстратҳои керамикии нитриди алюминий)
Нитриди алюминий (АлН) як сафоли нимноқилҳои фарох бо сохтори булӯрии шашкунҷаи вуртзит мебошад, аз қабатҳои гардиши алюминийи сабук ва атомҳои нитроген иборат аст, ки тавассути таъсири мутақобилаи сахти ковалентӣ пайваст мешаванд.
Ин насби устувори атомӣ AlN-ро бо амнияти гармидиҳии аҷиб беҳтар мекунад, нигоҳ доштани якпорчагии меъморӣ то 2200 ° C дар муҳити ғайрифаъол ва муқовимат ба таҷзия дар зери велосипедронии шадиди гармӣ.
Баръакси гилхок (Ал ду О СЕ), AlN аз ҷиҳати кимиёвӣ барои обшавии пӯлод ва якчанд газҳои ҷавобгарӣ ғайрифаъол аст, онро барои атмосфераи вазнин, аз қабили камераҳои коркарди нимноқилҳо ва гармкунакҳои ҳарорати баланд беҳтарин месозад.
Муқовимати баланди он ба оксидшавӣ– таҳияи танҳо як бехатарии борик Al ₂ O чор қабати дар майдони сатҳи ҳангоми таъсири мустақим ба ҳаво– эътимоднокии бардавомро бидуни таназзули назарраси хонаҳои калон кафолат медиҳад.
Гайр аз ин, AlN изолятсияи аълои барқро бо муқовимати зиёд нишон медиҳад 10 ¹⁴ Ω · см ва устувории диэлектрикӣ болотар аст 30 кВ/мм, барои барномаҳои баландшиддат муҳим аст.
1.2 Қобилияти гармидиҳӣ ва хусусиятҳои электронӣ
Яке аз хосиятҳои хоси нитриди алюминий ин гузариши гармии олии он мебошад, одатан аз 140 ба 180 В/(м · К )барои субстратҳои дараҷаи тиҷоратӣ– бар 5 нисбат ба гилхок баробар зиёд аст (≈ 30 В/(м · К)).
Ин самаранокӣ аз массаи ками атомии нитроген ва алюминий бармеояд, бо пайванди қавӣ ва мушкилоти омили маргиналӣ муттаҳид карда шудааст, ки ба воситаи торчадо кашон-дани фонон самарабахш имкон медидад.
Бо вучуди ин, ифлосии оксиген махсусан зараровар аст; инчунин миқдорҳоро пайгирӣ кунед (боло 100 саҳм) иваз кардани сайтҳои нитроген, тайер кардани алюминии сабук ва фононхои пахнкунанда, бо хамин кобилияти гармигузарониро хеле кам мекунад.
Хокаҳои баландсифати AlN, ки тавассути коҳиши карботермикӣ ё нитридизатсияи мустақим синтез карда мешаванд, барои ноил шудан ба паҳншавии гармии идеалӣ заруранд..
Сарфи назар аз он ки изолятори электрики будан, Хусусиятҳои пьезоэлектрикӣ ва пироэлектрикии AlN онро дар воҳидҳои ҳассос ва асбобҳои мавҷи акустикӣ муфид мегардонанд., дар ҳоле ки фосилаи васеъи он (~ 6.2 eV) тартиботро дар системаҳои электронии пуриқтидор ва басомади баланд нигоҳ медорад.
2. Тартиби сохтмон ва мушкилоти истеҳсолот
( Субстратҳои керамикии нитриди алюминий)
2.1 Усулҳои синтези хока ва агломератсия
Истеҳсоли субстратҳои баландсифати AlN аз синтези ултра-ҷарима оғоз меёбад, хокаи тозагии баланд, одатан тавассути реаксияҳо ба монанди Al ₂ O SIX анҷом дода мешавад + 3C + N ДУ → 2AlN + 3CO (камшавии карботермикӣ) ё нитридкунии рости пӯлоди алюминийи сабук: 2Ал + N ДУ → 2AlN.
Хокаи ҳосилшуда бояд хеле бодиққат реза карда шавад ва бо ёрии агломератсия ба монанди Y ДУ ПАНҶ, CaO, ё оксидҳои сайёраи нодир барои мусоидат ба зичии ҳарорат дар байни 1700 ° C ва 1900 ° C дар атмосфераи нитроген.
Ин компонентҳо фазаҳои кӯтоҳмуддати моеъро ба вуҷуд меоранд, ки паҳншавии сарҳади ғалларо беҳтар мекунанд, ба зичшавии пурра имкон медихад (> 99% ғафсии назариявӣ) ҳангоми кам кардани ифлосшавии оксиген.
Таҷҳизоти пас аз синтеризатсия дар муҳитҳои аз карбон бой метавонад тавассути бартараф кардани оксидҳои байнигранулярӣ мундариҷаи веби оксигенро беҳтар кам кунад., дар натиҷа, барқароршавии қуллаи гармидиҳӣ.
Ба даст овардани микроструктураи пайваста бо андозаи назоратшавандаи ғалла барои мувозинати устувории механикӣ муҳим аст, самаранокии гармидиҳӣ, ва истеҳсолӣ.
2.2 Ташаккули зеризаминӣ ва металлизатсия
Вақте ки синтератсия карда мешавад, Керамикаи AlN ба таври дақиқ хокӣ ва пошидашуда барои қонеъ кардани таҳаммулпазирии маҳдуди андозагирӣ, ки барои бастабандии маҳсулоти электронӣ заруранд, аксар вақт ба якрангии сатҳи микрометрӣ.
Ба воситаи сӯрохи дилгиркунанда, буридани лазерӣ, ва намунаи рӯизаминӣ имкон медиҳад, ки ба нақшаҳои бисёрқабата ва схемаҳои кроссбредӣ азхуд карда шаванд.
Қадами муҳим дар истеҳсоли субстрат металлизатсия аст– ба кор бурдани кабатхои гузаронанда (маъмулан вольфрам, молибден, ё мис) ба воситаи процессхо, монанди чопи плёнка, пошидани қабати тунук, ё пайванди мустақими мис (DBC).
Барои DBC, фолгаҳои алюминийи мис ба сатҳи AlN дар сатҳи баланди ҳарорат дар муҳити танзимшаванда пайваст карда мешаванд, эҷод кардани интерфейси корбарии қавӣ барои барномаҳои баландсуръат.
Усулҳои гуногун, ба монанди кафшеркунии фаъоли пӯлод (БО) барои баланд бардоштани муқовимати гармӣ ва пайвастан аз кафшерҳои титан истифода баред, махсусан дар зери сикли такрории барқ.
Тарҳрезии дурусти интерфейси муқовимати гармидиҳӣ ва эътимоднокии баланди механикиро дар дастгоҳҳои корӣ коҳиш медиҳад.
3. Афзалиятҳои иҷроиш дар таҷҳизоти электронӣ
3.1 Маъмурияти гармидиҳӣ дар электроникаи барқ
Substrats AlN устои коркарди гармиро, ки тавассути асбобҳои нимноқили баландқудрат ба монанди IGBT сохта шудаанд, MOSFETs, ва пурқувваткунандаи RF, ки дар автомобилҳои электрикӣ истифода мешаванд, инвертерҳои захираҳои барқароршаванда, ва чаҳорчӯбаи телекоммуникатсионӣ.
Истихроҷи гармии боэътимод аз нуқтаҳои доғҳои маҳаллӣ пешгирӣ мекунад, изтироби гармиро кам мекунад, ва мӯҳлати истифодаи асбобро тавассути коҳиш додани таҳдидҳои электромигратсия ва деламинатсия дароз мекунад.
Дар муқоиса бо субстратҳои муқаррарии Al ₂ O ₃, AlN аз сабаби гузаронандагии гармидиҳии олӣ ба андозаи хурдтари бастаҳо ва ғафсии баландтари нерӯ имкон медиҳад, ба таҳиягарон имкон медиҳад, ки сарҳадҳои иҷроишро бидуни халалдор кардани якпорчагӣ пахш кунанд.
Дар равшании LED ва диодҳои лазерӣ, ки ҳарорати пайвастшавӣ бевосита ба самаранокӣ ва устувории соя таъсир мерасонад, Substratums AlN натиҷаи люминесцентӣ ва давомнокии умри функсионалии онро ба таври назаррас беҳтар мекунад.
Коэффисиенти афзоиши гармии он (CTE ≈ 4.5 саҳм/К) ба таври илова ба кремний мувофиқат мекунад (3.5– 4 саҳм/К) ва нитриди галий (ГаН, ~ 5.6 саҳм/К), паст кардани шиддати термомеханикӣ ҳангоми велосипедронии гармӣ.
3.2 Эътимоднокии электрикӣ ва механикӣ
Фаъолияти гармии гузашта, AlN талафоти ками диэлектрикиро истифода мебарад (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.
Табиати герметикии он аз воридшавии намӣ муҳофизат мекунад, бартараф кардани хатарҳои бадшавӣ дар танзимоти намнок– бартарии муҳим нисбат ба субстратҳои органикӣ.
Ба таври механикй, AlN дорои устувории баланди флексия мебошад (300– 400 МПа) ва устуворӣ (HV ≈ 1200), таъмини устувории тамоми коркард, маҷлис, ва тартиби саҳро.
Ин хусусиятҳо дар маҷмӯъ ба беҳтар шудани якпорчагии система мусоидат мекунанд, сатҳи нокомӣ коҳиш ёфт, ва арзиши умумии соҳибӣ дар барномаҳои муҳими миссия.
4. Барномаҳо ва сарҳадҳои технологии оянда
4.1 саноатй, Автомобилӣ, ва системаҳои муҳофизатӣ
Субстратҳои сафолии AlN дар айни замон дар модулҳои пешрафтаи барқ барои дискҳои мотории тиҷоратӣ анъанавӣ мебошанд, инверторҳои шамол ва офтоб, ва пуркунандаи батарея дар автомобилҳои электрикӣ ва гибридӣ.
Дар аэрокосмос ва мудофиа, системахои радариро таъмин мекунанд, дастгоҳҳои ҷанги рақамӣ, ва мутақобилаи моҳвораӣ, ки дар он чо ичрои пробле-махои шадид гайриканоатбахш аст.
Таҷҳизоти тасвирии клиникӣ, ки аз генераторхои рентгенй ва системахои MRI иборат аст, инчунин аз муқовимати радиатсионӣ ва якпорчагии сигнали AlN фоида ба даст меорад.
Баробари он ки фаъ-олияти электрификация дар тамоми сохахои наклиёт ва энергетика суръат мегирад, талабот ба субстратхои AlN торафт меафзояд, бо зарурати паймон асос ёфтааст, самаранок, ва дастгоҳҳои электронии пурқувват.
4.2 Комбинатсияи ба вуҷуд омада ва рушди доимӣ
Навовариҳои оянда ба ҳамгироии рости AlN ба меъмории бастабандии се андозагирии маҳсулот тамаркуз мекунанд, унсурҳои пассивӣ решакан, ва системаҳои комбинатсияи гетерогенӣ, ки Si-ро муттаҳид мекунанд, SiC, ва гаҷетҳои GaN.
Тадқиқот дар бораи филмҳои наноструктураи AlN ва субстратҳои яккристаллӣ ҳадафи зиёд кардани гузариши гармидиҳӣ ба маҳдудиятҳои академӣ мебошад (> 300 В/(м · К)) барои гаҷетҳои насли оянда квантӣ ва оптоэлектронӣ.
Кӯшишҳо барои кам кардани хароҷоти истеҳсолӣ тавассути синтези миқёспазири хока, истеҳсоли иловагии чаҳорчӯбаи сафолӣ мураккаб, ва коркарди партовҳои AlN барои баланд бардоштани устуворӣ суръат мегирад.
Гайр аз ин, дастгоҳҳои моделсозӣ бо истифода аз таҳлили унсурҳои ниҳоӣ (FEA) ва зеҳни сунъӣ барои беҳтар кардани тарҳбандии субстрат барои сарборҳои муайяни гармӣ ва барқӣ истифода мешаванд.
Хулоса, субстратҳои сафолии алюминийи сабуки нитриди сабук як навоварии асосиро дар дастгоҳҳои электронии муосир муаррифӣ мекунанд, холигии байни изолятсияи электрикӣ ва интиқоли барҷастаи гармиро ба таври возеҳ пайваст мекунад.
Нақши онҳо дар фароҳам овардани ҳосилнокии баланд, Системаҳои энергетикии боэътимод арзиши тактикии онҳоро дар таҳаввулоти такрории инноватсияҳои рақамӣ ва энергетикӣ таъкид мекунанд.
5. Таъминкунанда
Advanced Ceramics моҳи октябр таъсис ёфтааст 17, 2012, як корхонаи баландтехнологӣ мебошад, ки ба тадқиқот ва рушд нигаронида шудааст, истехсолот, коркард, фуруш ва хизматрасонии техникии масолех ва маснуоти нисбии сафолй. Маҳсулоти мо Маҳсулоти керамикии бор карбидро дар бар мегирад, аммо бо ин маҳдуд намешавад, Маҳсулоти керамикии бор нитриди, Маҳсулоти сафолӣ кремний карбиди, Маҳсулоти сафолӣ кремний нитриди, Маҳсулоти сафолии диоксиди цирконий, ва гайра. Агар шумо таваҷҷӯҳ дошта бошед, лутфан бо мо дар тамос шавед.
Тегҳо: Субстратҳои керамикии нитриди алюминий, керамики нитриди алюминий, алн нитриди алюминий
Ҳама мақолаҳо ва тасвирҳо аз Интернет мебошанд. Агар ягон масъалаи ҳуқуқи муаллиф вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо дар вақти барои нест кардани.
Моро пурсед