Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Wraz z postępem i rozwojem technologii prąd operacyjny, temperatura pracy i częstotliwość w urządzeniach stopniowo stają się wyższe. Aby spełnić niezawodność urządzeń i obwodów, podano wyższe wymagania dla nośników ChIP. Podłoża ceramiczne są szeroko stosowane w tych dziedzinach ze względu na ich doskonałe właściwości termiczne, właściwości mikrofalowe, właściwości mechaniczne i wysoką niezawodność.
Obecnie głównymi materiałami ceramicznymi stosowanymi w podłożach ceramicznych są: glinowa (AL2O3), azotek glinu (ALN), azotek krzemu (SI3N4), węgiel krzemowy (SIC) i tlenek berylu (Beo).
czystości intensywność ( kv /mm^(-1)) proszek o wysoce toksycznym, limit do użycia Optymalna ogólna wydajność Materiał _ Przewodność cieplna ( W / km ) Względna pola stałego elektrycznego
Znacznie szersze aplikacjeALN 99% 150 8,9 15 Wyższa wydajność,
Ale wyższy kosztBeo 99% 310 6,4 10 SI3N4 99% 106 9,4 100 SIC 99% 270 40 0,7 Dopasuj tylko do zastosowań o niskiej częstotliwości
Zobaczmy krótkie cechy tych 5 zaawansowanych ceramiki podłoża w następujący sposób:
1. Alumina (AL2O3)
Jednorodne polikryształy Al2O3 mogą osiągnąć więcej niż 10 rodzajów, a główne typy kryształów są następujące: α-Al2O3, β-Al2O3, γ-Al2O3 i ZTA-Al2O3. Wśród nich α-Al2O3 ma najniższą aktywność i jest najbardziej stabilny wśród czterech głównych kryształów, a jego komórka jednostkowa jest spiczastym rombohedronem, należącym do sześciokątnego układu kryształu. Struktura α-Al2O3 jest ciasna, struktura korundowa, może istnieć stabilnie we wszystkich temperaturach; Gdy temperatura osiągnie 1000 ~ 1600 ° C, inne warianty nieodwracalnie przekształcą się w α-Al2O3.
2. Aluminiowy azotek (ALN)
ALN jest rodzajem związku grupy ⅲ-V ze strukturą wurtzitu. Jego komórką jednostkową jest tetrahedron Aln4, który należy do sześciokątnego układu kryształu i ma silne wiązanie kowalencyjne, więc ma doskonałe właściwości mechaniczne i wysoką wytrzymałość na zginanie. Teoretycznie jego gęstość kryształów wynosi 3,2611 g/cm3, więc ma wysoką przewodność cieplną, a czysty kryształ ALN ma przewodność cieplną 320 W/(m · k) w temperaturze pokojowej, a przewodność cieplną wypalonej ALN wypalonej na gorąco ALN Podłoże może osiągnąć 150 W/(M · K), co jest ponad 5 razy więcej niż Al2O3. Współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi 3,8 × 10-6 ~ 4,4 × 10-6/℃, który jest dobrze dopasowany do współczynnika rozszerzalności termicznej materiałów chipowych półprzewodnikowych, takich jak SI, SIC i GAA.
Ryc. 2: Proszek azotku aluminiowego
3. azotek silikonowy (SI3N4)
SI3N4 jest kowalencyjnie związanym związkiem z trzema strukturami krystalicznymi: α-SI3N4, β-SI3N4 i γ-SI3N4. Wśród nich α-SI3N4 i β-SI3N4 są najczęstszymi postaciami kryształowymi o strukturze heksagonalnej. Przewodność cieplna pojedynczego kryształu SI3N4 może osiągnąć 400 W/(M · K). Jednak ze względu na jego przenoszenie ciepła fononowe występują wady sieci, takie jak wakat i zwichnięcie w rzeczywistej sieci, a zanieczyszczenia powodują wzrost rozpraszania fononu, więc przewodność cieplna rzeczywistej ceramiki wynosi tylko około 20 W/(m · k) . Optymalizując proces proporcji i spiekania, przewodność cieplna osiągnęła 106 W/(M · K). Współczynnik rozszerzania cieplnego SI3N4 wynosi około 3,0 × 10-6/ c, który jest dobrze dopasowany do materiałów SI, SIC i GAAS, dzięki czemu ceramika SI3N4 jest atrakcyjnym ceramicznym materiałem podłoża do wysokiej przewodności cieplnej urządzeń elektronicznych.
Rycina 3: Proszek azotku krzemu4. węglika Silicon (sic)
Pojedynczy kryształ SIC jest znany jako materiał półprzewodnikowy trzeciej generacji, który ma zalety dużej szczeliny pasmowej, wysokiego napięcia rozpadu, wysokiej przewodności cieplnej i wysokiej prędkości nasycenia elektronów.
Dodając niewielką ilość BEO i B2O3 do SIC w celu zwiększenia jego rezystywności, a następnie dodając odpowiednie dodatki spiekania w temperaturze powyżej 1900 ℃ Za pomocą spiekania naciskania na gorąco, możesz przygotować gęstość ponad 98% ceramiki SIC. Przewodnictwo termiczne ceramiki SIC o różnej czystości przygotowanej różnymi metodami i dodatkami wynosi 100 ~ 490 W/(m · k) w temperaturze pokojowej. Ponieważ stała dielektryczna ceramiki SIC jest bardzo duża, nadaje się tylko do zastosowań o niskiej częstotliwości i nie nadaje się do zastosowań o wysokiej częstotliwości.
5. Beryllia (Beo)
Beo to struktura wurtzitu, a komórka to sześcienny układ kryształowy. Jego przewodność cieplna jest bardzo wysoka, frakcja masy beo 99% ceramiki Beo, w temperaturze pokojowej, jego przewodność cieplna (przewodność cieplna) może osiągnąć 310 W/(M · K), około 10 razy więcej przewodności cieplnej tej samej ceramiki czystości Al2O3. Ma nie tylko bardzo dużą pojemność przenoszenia ciepła, ale ma również niską stałą dielektryczną i stratę dielektryczną oraz wysoką izolację i właściwości mechaniczne, ceramika Beo są preferowanym materiałem w stosowaniu urządzeń o dużej mocy i obwodów wymagających wysokiej przewodności cieplnej.
Rycina 5: Struktura krystaliczna Beryllii
Obecnie powszechnie stosowane ceramiczne materiały podłoża w Chinach są głównie AL2O3, ALN i SI3N4. Ceramiczny podłoże wykonane za pomocą technologii LTCC może zintegrować pasywne komponenty, takie jak rezystory, kondensatory i induktory w trójwymiarowej strukturze. W przeciwieństwie do integracji półprzewodników, które są przede wszystkim urządzeniami aktywnymi, LTCC ma możliwości połączeń międzyokonnect o dużej gęstości.
LET'S GET IN TOUCH
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Fill in more information so that we can get in touch with you faster
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.