SiC-keramik har stærke kovalente bindingsegenskaber og er svære at sintre

SiC-keramik har stærke kovalente bindingsegenskaber og er svære at sintre

I 1980'erne begyndte nogle udviklede lande at forske i og udvikle AlN keramiske substrater, med Japan i spidsen i verden. Der er stadig mange virksomheder i Japan, der forsker i og producerer AlN keramiske substrater, såsom Keito, Nippon Special Ceramics, Sumitomo Metal Industries, Fujitsu, Toshiba og Nippon Electric. Kerneråmaterialet til fremstilling af AlN-keramik, AlN-pulver, har komplekse forberedelsesprocesser, højt energiforbrug, lange cyklusser og høje priser. De høje omkostninger begrænser den udbredte anvendelse af AlN-keramik, så i øjeblikket bruges AlN-keramiske substrater hovedsageligt i avancerede industrier [4].

1.3 Si3N4 keramisk substrat

Si3N4 har tre krystalstrukturer, nemlig Xiang Xianghe Phase, blandt hvilke Xianghe Phase er den mest almindelige form for Si3N4, som er en sekskantet struktur. Si3N4 har mange fremragende egenskaber, såsom høj hårdhed, høj styrke, lav termisk udvidelseskoefficient, lav højtemperaturkrybning, god oxidationsmodstand, god termisk korrosionsydelse og lav friktionskoefficient. Den teoretiske termiske ledningsevne af enkeltkrystal siliciumnitrid kan nå 400W/(m · K), hvilket har potentiale til at blive et substrat med høj varmeledningsevne. Derudover er den termiske udvidelseskoefficient for Si3N4 omkring 3,0 × 10-6 grader, hvilket er godt matchet med materialer som Si, SiC og GaAs, hvilket gør Si3N4-keramik til et attraktivt substratmateriale med høj styrke og høj varmeledningsevne elektroniske enheder [4].

Imidlertid er den dielektriske ydeevne af Si3N4-keramik lidt dårlig (med en dielektrisk konstant på 8,3 og et dielektrisk tab på 0.001~0,1), og produktionsomkostningerne er også høje, hvilket begrænser dens anvendelse som et keramisk substrat til elektronisk emballage.

1,4 SiC keramiske underlag

Den termiske ledningsevne af SiC-keramik er meget høj, spænder fra 100 til 400W/(m · k) ved høje temperaturer, hvilket er 13 gange større end for Al2O3; God antioxidant ydeevne, nedbrydningstemperatur over 2500 grader, kan stadig bruges i en oxiderende atmosfære ved 1600 grader; Desuden har den god elektrisk isolering og en lavere termisk udvidelseskoefficient end Al2O3 og AlN. SiC-keramik har stærke kovalente bindingsegenskaber og er svære at sintre. Normalt tilsættes en lille mængde bor eller aluminiumoxid som sintringshjælp for at forbedre densiteten. Eksperimenter har vist, at beryllium, bor, aluminium og deres forbindelser er de mest effektive tilsætningsstoffer, som kan øge densiteten af ​​SiC-keramik til over 98% [3].

Imidlertid er den dielektriske konstant for SiC for høj, fire gange den for AlN, og dens trykstyrke er lav, så den er kun egnet til lavdensitetsemballage og ikke til højdensitetsemballage. Ud over at blive brugt til integrerede kredsløbskomponenter, array-komponenter og laserdioder, bruges den også til ledende strukturelle dele.

Www.superbheater.com