Substrat Sic

Substrat ceràmic de nitrur d'alumini
Sistema hexagonal, compost de wurtzita enllaçat covalentment basat en la unitat estructural tetraèdrica [AlN4], té una bona conductivitat tèrmica, aïllament elèctric fiable, baixa constant dielèctrica i pèrdua dielèctrica, no tòxic i coincideix amb el coeficient d'expansió tèrmica del silici, etc. Amb una sèrie d'excel·lents propietats, es considera una opció ideal per a una nova generació de substrats semiconductors altament integrats i materials d'embalatge electrònic.
El procés de preparació de la pols d'AlN, la matèria primera bàsica de la ceràmica d'AlN, és complex, d'alt consum d'energia, cicle llarg i costós. L'alt cost limita l'àmplia aplicació de la ceràmica AlN, de manera que els substrats ceràmics AlN s'utilitzen principalment en indústries de gamma alta.
Substrat ceràmic de nitrur de silici
Si3N4 té tres estructures cristal·lines, a saber, fase, fase i fase. Entre elles, fase i fase són les formes més comunes de Si3N4, i totes són estructures hexagonals. Si3N4 té excel·lents propietats, com ara una alta duresa, alta resistència, petit coeficient d'expansió tèrmica, petit fluència a alta temperatura, bona resistència a l'oxidació, bon rendiment a la corrosió en calent i petit coeficient de fricció.
Tanmateix, la ceràmica Si3N4 té propietats dielèctriques pobres (la constant dielèctrica és 8,3, la pèrdua dielèctrica és 0.001 ~ 0,1) i un alt cost de producció, cosa que limita la seva aplicació com a substrat ceràmic d'embalatge electrònic.

Substrat ceràmic de carbur de silici
Les ceràmiques SiC tenen una alta conductivitat tèrmica. La conductivitat tèrmica a altes temperatures és de 100 w/(m·k)~400W/(m·k), que és 13 vegades la de l'Al2O3. Té una bona resistència a l'oxidació, la seva temperatura de descomposició és superior a 2500 graus i encara es pot utilitzar en una atmosfera oxidant de 1600 graus; també té un bon aïllament elèctric i el seu coeficient d'expansió tèrmica és inferior a Al2O3 i AlN. Les ceràmiques SiC tenen fortes propietats d'enllaç covalent i no són fàcils de sinteritzar. Sovint s'afegeixen petites quantitats de bor o alúmina com a ajuda de sinterització per augmentar la densitat. Els experiments mostren que el beril·li, el bor, l'alumini i els seus compostos són els additius més efectius, que poden fer que la densitat de la ceràmica de SiC arribi a més del 98%.

Substrat ceràmic d'òxid de beril·li
BeO és l'única estructura hexagonal de wurtzita entre els òxids de metalls alcalinotèrres. Com que BeO té una estructura de wurtzita i un enllaç covalent fort i una massa molecular relativa baixa, té una alta conductivitat tèrmica. La seva conductivitat tèrmica a temperatura ambient pot arribar als 250 W/(m K) i la seva conductivitat tèrmica és 10 vegades superior a la del metall. A altes temperatures i altes freqüències, té bones propietats elèctriques, bona resistència a la calor i bona resistència a l'impacte. , bona estabilitat química.
Tot i que BeO té algunes propietats excel·lents, el seu inconvenient fatal és que la seva pols és extremadament tòxica. La inhalació a llarg termini de pols de BeO pot causar intoxicació i fins i tot posar en perill la vida, i també pot causar contaminació ambiental, la qual cosa té un gran impacte en la producció i aplicació de substrats ceràmics de BeO [5]. A més, el cost de producció de BeO és relativament elevat, la qual cosa limita la seva producció i aplicació.

Substrat ceràmic de nitrur de bor
El nitrur de bor es presenta en dues formes cristal·lines diferents: hexagonal i cúbica. Entre ells, el nitrur de bor cúbic té una alta duresa i pot suportar altes temperatures de 1500 a 1600 graus, el que el fa adequat per a materials superdurs. En les condicions correctes de tractament tèrmic, el nitrur de bor hexagonal pot mantenir una alta estabilitat química i mecànica a temperatures molt elevades. El material de nitrur de bor té una alta estabilitat tèrmica, estabilitat química i aïllament elèctric. La conductivitat tèrmica de la ceràmica de nitrur de bor a temperatura ambient és equivalent a la de l'acer inoxidable i les seves propietats dielèctriques són bones. El nitrur de bor és més fràgil que la majoria de ceràmiques, té un petit coeficient d'expansió tèrmica, una forta resistència al xoc tèrmic i pot suportar canvis ràpids de diferències de temperatura per sobre de 1500 graus.

Els substrats de carbur de silici d'alumini s'utilitzen en vehicles ferroviaris, avions, dispositius IGBT de semiconductors i altres camps de productes, principalment perquè els substrats de carbur de silici basats en alumini tenen una alta conductivitat tèrmica, un coeficient d'expansió tèrmica que s'adapta millor al xip, pes lleuger, baixa densitat, alta. duresa i alta resistència Resistència a la flexió.

Característiques i avantatges dels substrats de carbur de silici i dels substrats de nitrur de silici
El substrat de carbur de silici carbur de silici d'alumini (AISiC) és l'abreviatura de material compost reforçat amb partícules de carbur de silici, també conegut com a carbur de silici d'alumini o carboni de silici d'alumini. Té avantatges molt importants i destacats quan s'aplica a la indústria militar.
● AISiC té una alta conductivitat tèrmica (170~200W/mK), que és deu vegades la dels materials d'embalatge generals. Pot dissipar la calor generada pel xip de manera oportuna i millorar la fiabilitat i l'estabilitat de tot el component.
●El coeficient d'expansió tèrmica d'AISiC s'adapta bé al xip semiconductor i al substrat ceràmic. El coeficient d'expansió tèrmica ajustable (6,5 ~ 9,5x10-6/K) pot evitar la fallada per fatiga, i el xip d'alimentació fins i tot es pot instal·lar directament a la placa base AISiC. superior.
● El substrat de carbur de silici té un pes lleuger, una duresa forta, una gran resistència a la flexió i una bona resistència als terratrèmols. El material escollit en entorns durs.

Les aplicacions dels substrats de carbur de silici i dels substrats de nitrur de silici són diferents
Els substrats ceràmics de nitrur de silici tenen una alta resistència mecànica, resistència al desgast i bona conductivitat tèrmica. S'utilitzen principalment en aeroespacial, motors d'automoció, amortidors d'automòbils, equips mèdics mecànics, forns industrials, equips electrònics intel·ligents, mòduls d'alta potència i altres camps. Propòsit; El carbur de silici s'utilitza en locomotores ferroviaris, avions, dispositius IGBT de semiconductors i altres camps de productes, i també té bones aplicacions a la indústria militar.