Sic substrát

Keramický substrát z nitridu hliníka
Šesťhranný systém, kovalentne viazaná wurtzitová zlúčenina na báze [AlN4] tetraedrickej štruktúrnej jednotky, má dobrú tepelnú vodivosť, spoľahlivú elektrickú izoláciu, nízku dielektrickú konštantu a dielektrické straty, je netoxický a zodpovedá koeficientu tepelnej rozťažnosti kremíka atď. s vynikajúcimi vlastnosťami sa považuje za ideálnu voľbu pre novú generáciu vysoko integrovaných polovodičových substrátov a elektronických obalových materiálov.
Proces prípravy prášku AlN, základnej suroviny keramiky AlN, je zložitý, má vysokú spotrebu energie, dlhý cyklus a je drahý. Vysoké náklady obmedzujú široké použitie keramiky AlN, takže keramické substráty AlN sa používajú hlavne v špičkových priemyselných odvetviach.
Keramický substrát z nitridu kremíka
Si3N4 má tri kryštálové štruktúry, a to fázu, fázu a fázu. Medzi nimi sú fáza a fáza najbežnejšími formami Si3N4 a všetky sú to šesťuholníkové štruktúry. Si3N4 má vynikajúce vlastnosti, ako je vysoká tvrdosť, vysoká pevnosť, malý koeficient tepelnej rozťažnosti, malé dotvarovanie pri vysokej teplote, dobrá odolnosť proti oxidácii, dobrá korózia za tepla a malý koeficient trenia.
Keramika Si3N4 má však slabé dielektrické vlastnosti (dielektrická konštanta je 8,3, dielektrická strata je 0.001~0,1) a vysoké výrobné náklady, čo obmedzuje jej použitie ako keramického substrátu pre elektronický obal.

Keramický substrát z karbidu kremíka
SiC keramika má vysokú tepelnú vodivosť. Tepelná vodivosť pri vysokých teplotách je 100W/(m·k)~400W/(m·k), čo je 13-krát viac ako Al2O3. Má dobrú odolnosť proti oxidácii, jeho teplota rozkladu je nad 2500 stupňov a stále sa môže používať v oxidačnej atmosfére 1600 stupňov; má tiež dobrú elektrickú izoláciu a jeho koeficient tepelnej rozťažnosti je nižší ako Al2O3 a AlN. SiC keramika má silné kovalentné väzbové vlastnosti a nie je ľahké ju spekať. Malé množstvá bóru alebo oxidu hlinitého sa často pridávajú ako pomocné spekacie prostriedky na zvýšenie hustoty. Experimenty ukazujú, že berýlium, bór, hliník a ich zlúčeniny sú najúčinnejšie prísady, vďaka ktorým môže hustota SiC keramiky dosiahnuť viac ako 98%.

Keramický substrát z oxidu berylnatého
BeO je jediná hexagonálna wurtzitová štruktúra spomedzi oxidov kovov alkalických zemín. Pretože BeO má wurtzit a štruktúru silnej kovalentnej väzby a nízku relatívnu molekulovú hmotnosť, má vysokú tepelnú vodivosť. Oxid hlinitý BeO je približne Jeho tepelná vodivosť pri izbovej teplote môže dosiahnuť 250 W/(m K) a jeho tepelná vodivosť je 10-krát vyššia ako tepelná vodivosť kovu. Pri vysokých teplotách a vysokých frekvenciách má dobré elektrické vlastnosti, dobrú tepelnú odolnosť a dobrú odolnosť proti nárazu. , dobrá chemická stabilita.
Hoci má BeO niektoré vynikajúce vlastnosti, jeho fatálnou nevýhodou je, že jeho prášok je extrémne toxický. Dlhodobé vdychovanie BeO prachu môže spôsobiť otravu až ohrozenie života a môže spôsobiť aj znečistenie životného prostredia, čo má veľký vplyv na výrobu a aplikáciu BeO keramických substrátov [5]. Okrem toho sú výrobné náklady BeO relatívne vysoké, čo obmedzuje jeho výrobu a aplikáciu.

Keramický substrát z nitridu bóru
Nitrid bóru prichádza v dvoch rôznych kryštalických formách: hexagonálna a kubická. Medzi nimi má kubický nitrid bóru vysokú tvrdosť a odoláva vysokým teplotám 1500 až 1600 stupňov, vďaka čomu je vhodný pre supertvrdé materiály. Za správnych podmienok tepelného spracovania si hexagonálny nitrid bóru môže zachovať vysokú chemickú a mechanickú stabilitu pri veľmi vysokých teplotách. Materiál nitrid bóru má vysokú tepelnú stabilitu, chemickú stabilitu a elektrickú izoláciu. Tepelná vodivosť keramiky z nitridu bóru pri izbovej teplote je ekvivalentná tepelnej vodivosti nehrdzavejúcej ocele a jej dielektrické vlastnosti sú dobré. Nitrid bóru je krehkejší ako väčšina keramiky, má malý koeficient tepelnej rozťažnosti, silnú odolnosť proti tepelným šokom a dokáže odolávať rýchlym zmenám teplotných rozdielov nad 1500 stupňov.

Hliníkové substráty z karbidu kremíka sa používajú v koľajových vozidlách, lietadlách, polovodičových IGBT zariadeniach a iných produktových oblastiach, hlavne preto, že substráty z karbidu kremíka na báze hliníka majú vysokú tepelnú vodivosť, koeficient tepelnej rozťažnosti, ktorý lepšie zodpovedá čipu, nízku hmotnosť, nízku hustotu, vysokú tvrdosť a vysoká odolnosť Pevnosť v ohybe.

Charakteristika a výhody substrátov z karbidu kremíka a substrátov z nitridu kremíka
Substrát karbidu kremíka karbid hliníka karbid kremíka (AISiC) je skratka kompozitného materiálu vystuženého časticami karbidu kremíka, tiež známeho ako karbid hliníka a kremíka alebo karbidu kremíka hliníka. Pri použití vo vojenskom priemysle má veľmi dôležité a výnimočné výhody.
● AISiC má vysokú tepelnú vodivosť (170~200W/mK), čo je desaťkrát viac ako bežné obalové materiály. Dokáže včas odviesť teplo generované čipom a zlepšiť spoľahlivosť a stabilitu celého komponentu.
●Koeficient tepelnej rozťažnosti AISiC je dobre zladený s polovodičovým čipom a keramickým substrátom. Nastaviteľný koeficient tepelnej rozťažnosti (6,5~9,5x10-6/K) môže zabrániť zlyhaniu pri únave a napájací čip možno dokonca priamo nainštalovať na základnú dosku AISiC. nadriadený.
● Substrát z karbidu kremíka má nízku hmotnosť, vysokú tvrdosť, vysokú pevnosť v ohybe a dobrú odolnosť proti zemetraseniu. Materiál voľby v drsnom prostredí.

Aplikácie substrátov z karbidu kremíka a substrátov z nitridu kremíka sú rôzne
Keramické substráty z nitridu kremíka majú vysokú mechanickú pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu a dobrú tepelnú vodivosť. Používajú sa hlavne v leteckom a kozmickom priemysle, automobilových motoroch, automobilových tlmičoch nárazov, mechanických zdravotníckych zariadeniach, priemyselných peciach, inteligentných elektronických zariadeniach, vysokovýkonných moduloch a iných oblastiach. Účel; Karbid kremíka sa používa v železničných lokomotívach, lietadlách, polovodičových IGBT zariadeniach a iných produktových oblastiach a má dobré uplatnenie aj vo vojenskom priemysle.