Κεραμικό υπόστρωμα νιτριδίου πυριτίου

Κεραμικό νιτριδίου πυριτίουΤο υπόστρωμα είναι ένα κεραμικό υπόστρωμα υψηλής απόδοσης από νιτρίδιο πυριτίου (Si₃n₄) ως υλικό πυρήνα. Τα κύρια συστατικά του είναι στοιχεία πυρίτιο (SI) και αζώτου (N), τα οποία είναι χημικά συνδεδεμένα για να σχηματίσουν Si₃n₄. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής, συνήθως προστίθενται μια μικρή ποσότητα βοηθημάτων πυροσυσσωμάτωσης, όπως το οξείδιο του αργιλίου (al₂o₃) ή το οξείδιο του yttrium (y₂o₃) για να βοηθήσουν το υλικό να σχηματίσει μια πυκνή και ομοιόμορφη μικροδομή σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η εσωτερική κρυσταλλική δομή των κεραμικών υποστρωμάτων νιτριδίου πυριτίου είναι κατά κύριο λόγο β-φάση, με αλληλένδετους κόκκους που σχηματίζουν ένα σταθερό δίκτυο κηρήθρας. Αυτή η μοναδική διάταξη προσδίδει υψηλή μηχανική αντοχή και εξαιρετική αντοχή σε θερμικό σοκ στο υλικό. Η πυκνή δομή, που επιτυγχάνεται μέσω πυροσυσσωμάτωσης υψηλής θερμοκρασίας, έχει ως αποτέλεσμα την άριστη θερμική αγωγιμότητα, τη δύναμη, την αντοχή στη θερμότητα και την αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικά, εξοπλισμό ισχύος και αεροδιαστημική, συνήθως χρησιμεύει ως πλατφόρμα διασποράς θερμότητας ή μονωτικό στοιχείο υποστήριξης για ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Νιτρίδιο πυριτίουείναι αξιόπιστη ως κεραμικό υπόστρωμα επειδή ανταποκρίνεται στις αυξανόμενες απαιτήσεις για θερμικό έλεγχο και δομική αξιοπιστία σε συμπαγείς ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ισχύος. Καθώς αυξάνεται η πυκνότητα της συσκευής, τα παραδοσιακά υποστρώματα αγωνίζονται να αντιμετωπίσουν τη θερμική τάση και τα μηχανικά φορτία.

Τα υποστρώματα νιτριδίου πυριτίου διατηρούν τη μηχανική σταθερότητα ακόμη και υπό ταχεία θερμική ποδηλασία. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για IGBTs, μονάδες ισχύος και κυκλώματα μετατροπέα αυτοκινήτων, όπου η διάχυση ισχύος είναι υψηλή και η αποτυχία είναι απαράδεκτη.

Προτιμάται επίσης σε εφαρμογές RF, όπου τα υποστρώματα πρέπει να υποστηρίζουν κυκλώματα λεπτών γραμμών και να διατηρούν μια σταθερή διηλεκτρική σταθερά-μια ισορροπία ηλεκτρικών και θερμικών ιδιοτήτων που είναι δύσκολο να βρεθούν σε παραδοσιακά υλικά.

Ιδιότητες υποστρώματος νιτριδίου πυριτίου

1. Θερμική αγωγιμότητα

Με θερμική αγωγιμότητα περίπου 80-90 β/(M · k), τα υποστρώματα νιτριδίου πυριτίου ξεπερνούν τα κεραμικά της αλουμίνας σε θερμότητα. Για παράδειγμα, σε μονάδες ηλεκτρικής ενέργειας ηλεκτρικών οχημάτων, τα υποστρώματα νιτριδίου πυριτίου μπορούν να μειώσουν τις θερμοκρασίες των τσιπ κατά πάνω από 30%, βελτιώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα και την αξιοπιστία.

2. Μηχανική αντοχή

Η αντοχή κάμψης των τριών σημείων μπορεί να υπερβαίνει τα 800 MPa, περίπου τρεις φορές εκείνη της κεραμικής αλουμίνας. Οι δοκιμές έχουν δείξει ότι ένα υπόστρωμα πάχους 0,32 mm μπορεί να αντέξει μια πίεση 400 Ν χωρίς ρωγμές.

3. Θερμική σταθερότητα

Το σταθερό εύρος λειτουργίας του είναι -50 ° C έως 800 ° C και ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι τόσο χαμηλός όσο 3,2 × 10 °/° C, καθιστώντας το καλά αντιστοιχισμένο με υλικά ημιαγωγών. Για παράδειγμα, σε έναν μετατροπέα έλξης τρένων υψηλής ταχύτητας, η μετάβαση σε ένα υπόστρωμα νιτριδίου πυριτίου μείωσε τον ρυθμό αποτυχίας λόγω των ταχειών μεταβολών της θερμοκρασίας κατά 67%.

4. Απόδοση μόνωσης

Σε θερμοκρασία δωματίου, η αντίσταση του όγκου είναι μεγαλύτερη από 10⁴ ω · cm και η διηλεκτρική αντοχή διάσπασης είναι 20 kV/mm, ικανοποιώντας πλήρως τις απαιτήσεις μόνωσης των μονάδων IGBT υψηλής τάσης.

Το Semicorex προσφέρει υψηλής ποιότηταςΚεραμικά προϊόντα νιτριδίου πυριτίουσε ημιαγωγό. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή χρειάζεστε επιπλέον λεπτομέρειες, μην διστάσετε να έρθετε σε επαφή μαζί μας.

Επικοινωνήστε με το τηλέφωνο # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com