SiC keraamikal on tugevad kovalentse sideme omadused ja seda on raske paagutada

SiC keraamikal on tugevad kovalentse sideme omadused ja seda on raske paagutada

1980. aastatel hakkasid mõned arenenud riigid uurima ja arendama AlN keraamilisi substraate, kusjuures Jaapan oli maailmas esirinnas. Jaapanis on endiselt palju ettevõtteid, kes uurivad ja toodavad AlN keraamilisi substraate, nagu Keito, Nippon Special Ceramics, Sumitomo Metal Industries, Fujitsu, Toshiba ja Nippon Electric. AlN-keraamika valmistamise põhitooraine, AlN-pulber, on keerukate valmistamisprotsesside, suure energiatarbimise, pika tsükli ja kõrgete hindadega. Kõrge hind piirab AlN keraamika laialdast kasutamist, mistõttu praegu kasutatakse AlN keraamilisi substraate peamiselt tipptööstuses [4].

1.3 Si3N4 keraamiline substraat

Si3N4-l on kolm kristallstruktuuri, nimelt Xiang Xianghe faas, mille hulgas Xianghe faas on Si3N4 kõige levinum vorm, mis on kuusnurkne struktuur. Si3N4-l on palju suurepäraseid omadusi, nagu kõrge kõvadus, kõrge tugevus, madal soojuspaisumistegur, madal kõrgel temperatuuril roome, hea oksüdatsioonikindlus, hea termiline korrosioonivõime ja madal hõõrdetegur. Ühekristallilise räninitriidi teoreetiline soojusjuhtivus võib ulatuda 400 W/(m · K), mis võib muutuda suure soojusjuhtivusega substraadiks. Lisaks on Si3N4 soojuspaisumise koefitsient umbes 3,0 × 10-6 kraadi, mis sobib hästi selliste materjalidega nagu Si, SiC ja GaAs, muutes Si3N4 keraamika atraktiivseks alusmaterjaliks, millel on kõrge tugevus ja kõrge soojusjuhtivus. elektroonikaseadmed [4].

Kuid Si3N4 keraamika dielektriline jõudlus on veidi halb (dielektrilise konstandiga 8,3 ja dielektrilise kaoga 0.001~0,1) ning tootmiskulud on samuti kõrged, mis piirab selle tootmist. kasutamine elektroonikapakendite keraamilise substraadina.

1.4 SiC keraamilised aluspinnad

SiC keraamika soojusjuhtivus on väga kõrge, ulatudes kõrgetel temperatuuridel 100–400 W/(m · k), mis on 13 korda suurem kui Al2O3 omast; Hea antioksüdantne jõudlus, lagunemistemperatuur üle 2500 kraadi, saab siiski kasutada oksüdeerivas atmosfääris temperatuuril 1600 kraadi; Lisaks on sellel hea elektriisolatsioon ja madalam soojuspaisumistegur kui Al2O3 ja AlN. SiC keraamikal on tugevad kovalentse sideme omadused ja seda on raske paagutada. Tavaliselt lisatakse tiheduse parandamiseks paagutamise abivahendina väike kogus boori või alumiiniumoksiidi. Katsed on näidanud, et berüllium, boor, alumiinium ja nende ühendid on kõige tõhusamad lisandid, mis võivad tõsta SiC keraamika tihedust üle 98% [3].

Kuid SiC dielektriline konstant on liiga kõrge, neli korda suurem kui AlN, ja selle survetugevus on madal, seega sobib see ainult madala tihedusega pakendamiseks, mitte aga suure tihedusega pakendamiseks. Lisaks sellele, et seda kasutatakse integraallülituse komponentide, massiivikomponentide ja laserdioodide jaoks, kasutatakse seda ka juhtivate konstruktsiooniosade jaoks.

Www.superbheater.com