SiC-keraamilla on vahvat kovalenttiset sidosominaisuudet ja niitä on vaikea sintrata

SiC-keraamilla on vahvat kovalenttiset sidosominaisuudet ja niitä on vaikea sintrata

1980-luvulla jotkin kehittyneet maat alkoivat tutkia ja kehittää AlN-keraamisia substraatteja Japanin ollessa maailman kärjessä. Japanissa on edelleen monia yrityksiä, jotka tutkivat ja valmistavat AlN-keraamisia substraatteja, kuten Keito, Nippon Special Ceramics, Sumitomo Metal Industries, Fujitsu, Toshiba ja Nippon Electric. AlN-keramiikan valmistuksen ydinraaka-aine, AlN-jauhe, on monimutkainen valmistusprosessi, korkea energiankulutus, pitkät syklit ja korkeat hinnat. Korkeat kustannukset rajoittavat AlN-keramiikan laajaa käyttöä, joten tällä hetkellä AlN-keraamisia substraatteja käytetään pääasiassa huipputeollisuudessa [4].

1.3 Si3N4 keraaminen alusta

Si3N4:llä on kolme kiderakennetta, nimittäin Xiang Xianghe Phase, joista Xianghe Phase on Si3N4:n yleisin muoto, joka on kuusikulmainen rakenne. Si3N4:llä on monia erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten korkea kovuus, korkea lujuus, alhainen lämpölaajenemiskerroin, alhainen korkean lämpötilan viruma, hyvä hapettumisenkestävyys, hyvä lämpökorroosiokyky ja alhainen kitkakerroin. Yksikiteisen piinitridin teoreettinen lämmönjohtavuus voi olla 400W/(m · K), josta voi tulla korkean lämmönjohtavuuden omaava substraatti. Lisäksi Si3N4:n lämpölaajenemiskerroin on noin 3,0 × 10-6 astetta, mikä sopii hyvin yhteen materiaalien, kuten Si, SiC ja GaAs kanssa, mikä tekee Si3N4-keramiikasta houkuttelevan substraattimateriaalin, jolla on suuri lujuus ja korkea lämmönjohtavuus. elektroniset laitteet [4].

Si3N4-keramiikan dielektrinen suorituskyky on kuitenkin hieman huono (dielektrisyysvakio on 8,3 ja dielektrisyyshäviö 0.001~0,1), ja tuotantokustannukset ovat myös korkeat, mikä rajoittaa sitä. käyttö keraamisena alustana elektronisiin pakkauksiin.

1.4 SiC keraamiset alustat

SiC-keramiikan lämmönjohtavuus on erittäin korkea, vaihdellen 100 - 400 W/(m · k) korkeissa lämpötiloissa, mikä on 13 kertaa Al2O3:n; Hyvä antioksidanttinen suorituskyky, hajoamislämpötila yli 2500 astetta, voidaan silti käyttää hapettavassa ilmakehässä 1600 asteessa; Lisäksi sillä on hyvä sähköeristys ja pienempi lämpölaajenemiskerroin kuin Al2O3:lla ja AlN:llä. SiC-keraamilla on vahvat kovalenttiset sidosominaisuudet ja niitä on vaikea sintrata. Yleensä lisätään pieni määrä boori- tai alumiinioksidia sintrausapuaineena tiheyden parantamiseksi. Kokeet ovat osoittaneet, että beryllium, boori, alumiini ja niiden yhdisteet ovat tehokkaimpia lisäaineita, jotka voivat nostaa piikarbidikeramiikan tiheyden yli 98 %:iin [3].

SiC:n dielektrisyysvakio on kuitenkin liian korkea, neljä kertaa AlN:n ja sen puristuslujuus on alhainen, joten se soveltuu vain pienitiheyksisiin pakkauksiin, ei suuritiheyksisiin pakkauksiin. Sen lisäksi, että sitä käytetään integroitujen piirien komponentteihin, ryhmäkomponentteihin ja laserdiodeihin, sitä käytetään myös johtaviin rakenneosiin.

Www.superbheater.com