Zastosowania podłoża z azotku krzemu
W ostatnich latach urządzenia półprzewodnikowe rozwijają się w kierunku wysokiej mocy, wysokiej częstotliwości i integracji. Urządzenia półprzewodnikowe dużej mocy są szeroko stosowane w energetyce wiatrowej, fotowoltaice, pojazdach elektrycznych, oświetleniu LED i innych dziedzinach. Ponieważ każde urządzenie półprzewodnikowe ma pewne straty podczas pracy, a większość strat jest rozpraszana w postaci ciepła i powoduje pewne awarie urządzenia. Według statystyk, awaria urządzenia spowodowana ciepłem wynosi aż 55%.
Stwierdzono, że podłoże z azotku krzemu ma lepszą przewodność cieplną i właściwości mechaniczne, wysoką temperaturę topnienia, wysoką twardość, wysoką odporność na zużycie, odporność na utlenianie i inne zalety, i jest najlepszym materiałem dla wysokiej klasy urządzeń półprzewodnikowych, zwłaszcza dla półprzewodników dużej mocy.
Podłoże z azotku krzemu powinno mieć następujące właściwości:
- Dobra izolacja i odporność na przebicie elektryczne;
- Wysoka przewodność cieplna: przewodność cieplna bezpośrednio wpływa na warunki pracy i żywotność urządzeń półprzewodnikowych, słabe rozpraszanie ciepła prowadzi do nierównomiernego rozkładu pola temperaturowego, a także znacznie zwiększa hałas urządzeń elektronicznych;
- Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest dopasowany do innych materiałów w opakowaniu;
- Dobra charakterystyka wysokich częstotliwości: niska stała dielektryczna i niskie straty dielektryczne;
- Gładka powierzchnia i jednolita grubość: ułatwiają drukowanie obwodu na powierzchni podłoża i zapewniają jednolitą grubość obwodu drukowanego.
Podłoże si3n4 stosowane w urządzeniach półprzewodnikowych
Obecnie powszechnie stosowane materiały podłoża obejmują głównie: podłoże ceramiczne, podłoże szklano-ceramiczne, podłoże diamentowe, podłoże żywiczne, podłoże krzemowe (Si) oraz materiały kompozytowe na osnowie metalowej lub metalowej.
Obecnie stosowane ceramiczne materiały podłoża, które zostały wprowadzone do produkcji, obejmują głównie tlenek berylu (BeO), tlenek glinu (Al2O3) i azotyn glinu (AlN). Wraz z rozwojem urządzeń półprzewodnikowych w kierunku wysokiej mocy i wysokiej częstotliwości, postawiono wyższe wymagania dotyczące przewodności cieplnej i właściwości mechanicznych ceramicznych podłoży izolacyjnych. Obecnie azotek krzemu jest uznawany za najbardziej obiecujący ceramiczny materiał podłoża o wysokiej przewodności cieplnej i wysokiej niezawodności w kraju i za granicą. Teoretyczna przewodność cieplna monokrystalicznego azotku krzemu może osiągnąć ponad 400W- M-1 -K-1, który ma potencjał, aby stać się podłożem o wysokiej przewodności cieplnej.
Si3N4 ma trzy struktury krystaliczne: fazę alfa, fazę beta i fazę gamma. Faza i faza, najczęstsze formy Si3N4, są strukturami heksagonalnymi i mogą być przygotowywane pod normalnym ciśnieniem. Podłoże z azotku krzemu ma wiele doskonałych właściwości, takich jak duża twardość, wysoka wytrzymałość, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, małe pełzanie w wysokiej temperaturze, dobra odporność na utlenianie, dobra wydajność korozji termicznej, mały współczynnik tarcia i podobny do powierzchni metalu smarowanego olejem itp. Ceramika Si3N4 to ceramika strukturalna o najlepszych kompleksowych właściwościach.
Czynniki wpływające na materiały podłoża z azotku krzemu o wysokiej przewodności cieplnej
Wpływ surowca w proszku
Proszek surowca jest kluczowym czynnikiem wpływającym na właściwości fizyczne i mechaniczne ceramiki, szczególnie w przypadku podłoża Si3N4 o wysokiej przewodności cieplnej, czystość i wielkość cząstek proszku surowca ma istotny wpływ na przewodność cieplną i właściwości mechaniczne Si3N4.
Wpływ środków pomocniczych do spiekania.
Azotek krzemu należy do silnych związków kowalencyjnych, opierając się na dyfuzji w fazie stałej, trudno jest spiekać gęstość niezbędną do dodania dodatków do spiekania, takich jak styl MgO, Al2O3, CaO i tlenki metali ziem rzadkich, w procesie spiekania, dodatki do spiekania można dodawać z natywnym tlenkiem na powierzchni proszków azotku krzemu, tworząc niskotopliwy roztwór eutektyczny, wykorzystując mechanizm spiekania w fazie ciekłej do realizacji zagęszczania. Należy zauważyć, że nie wszystkie środki pomocnicze do spiekania mogą odgrywać dobry efekt spiekania. Kluczem do poprawy przewodności cieplnej si3N4 jest wybór odpowiedniego środka spiekającego i sformułowanie rozsądnego systemu formułowania. Środki pomocnicze do spiekania można z grubsza podzielić na środki pomocnicze do spiekania tlenkowego i środki pomocnicze do spiekania nietlenkowego. Jest on dalej podzielony na AIDS do spiekania tlenków metali ziem rzadkich (Y2O3, CeO, La2O3, Yb2O3) oraz AIDS do spiekania CaO, MgO.
Dostawca podłoża Si3n4
Great Ceramic ma wieloletnie doświadczenie w precyzyjnym przetwarzaniu ceramiki inżynieryjnej i jest zaangażowany w dostarczanie klientom doskonałych produktów ceramicznych z azotku krzemu. Możemy dostarczyć podłoża z azotku krzemu o grubości większej niż 0,15 mm, a specyfikacje i rozmiary można dostosować do wymagań klienta.
Skontaktuj się z nami w celu uzyskania bezpłatnej wyceny i wsparcia technicznego.
