Seramik SiC mempunyai sifat ikatan kovalen yang kuat dan sukar untuk disinter

Seramik SiC mempunyai sifat ikatan kovalen yang kuat dan sukar untuk disinter

Pada tahun 1980-an, beberapa negara maju mula menyelidik dan membangunkan substrat seramik AlN, dengan Jepun berada di barisan hadapan dunia. Masih terdapat banyak syarikat di Jepun yang menyelidik dan mengeluarkan substrat seramik AlN, seperti Keito, Nippon Special Ceramics, Sumitomo Metal Industries, Fujitsu, Toshiba dan Nippon Electric. Bahan mentah teras untuk menyediakan seramik AlN, serbuk AlN, mempunyai proses penyediaan yang kompleks, penggunaan tenaga yang tinggi, kitaran yang panjang, dan harga yang tinggi. Kos yang tinggi mengehadkan penggunaan meluas seramik AlN, jadi pada masa ini substrat seramik AlN digunakan terutamanya dalam industri mewah [4].

1.3 Substrat seramik Si3N4

Si3N4 mempunyai tiga struktur kristal iaitu Fasa Xiang Xianghe, antaranya Fasa Xianghe merupakan bentuk Si3N4 yang paling biasa, iaitu struktur heksagon. Si3N4 mempunyai banyak sifat yang sangat baik, seperti kekerasan tinggi, kekuatan tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah, rayapan suhu tinggi yang rendah, rintangan pengoksidaan yang baik, prestasi kakisan haba yang baik, dan pekali geseran yang rendah. Kekonduksian terma teori bagi silikon nitrida kristal tunggal boleh mencapai 400W/(m · K), yang berpotensi untuk menjadi substrat kekonduksian terma yang tinggi. Di samping itu, pekali pengembangan terma Si3N4 adalah sekitar 3.0 × 10-6 darjah, yang dipadankan dengan baik dengan bahan seperti Si, SiC dan GaAs, menjadikan seramik Si3N4 sebagai bahan substrat yang menarik untuk kekuatan tinggi dan kekonduksian haba yang tinggi. peranti elektronik [4].

Walau bagaimanapun, prestasi dielektrik seramik Si3N4 adalah lemah sedikit (dengan pemalar dielektrik 8.3 dan kehilangan dielektrik 0.001~0.1), dan kos pengeluaran juga tinggi, yang mengehadkan aplikasi sebagai substrat seramik untuk pembungkusan elektronik.

1.4 Substrat seramik SiC

Kekonduksian terma seramik SiC adalah sangat tinggi, antara 100 hingga 400W/(m · k) pada suhu tinggi, iaitu 13 kali ganda daripada Al2O3; Prestasi antioksidan yang baik, suhu penguraian melebihi 2500 darjah, masih boleh digunakan dalam suasana pengoksidaan pada 1600 darjah; Selain itu, ia mempunyai penebat elektrik yang baik dan pekali pengembangan haba yang lebih rendah daripada Al2O3 dan AlN. Seramik SiC mempunyai sifat ikatan kovalen yang kuat dan sukar untuk disinter. Biasanya, sedikit boron atau aluminium oksida ditambah sebagai bantuan pensinteran untuk meningkatkan ketumpatan. Eksperimen telah menunjukkan bahawa berilium, boron, aluminium, dan sebatiannya adalah bahan tambahan yang paling berkesan, yang boleh meningkatkan ketumpatan seramik SiC kepada lebih 98% [3].

Walau bagaimanapun, pemalar dielektrik SiC terlalu tinggi, empat kali ganda daripada AlN, dan kekuatan mampatannya rendah, jadi ia hanya sesuai untuk pembungkusan berketumpatan rendah dan bukan untuk pembungkusan berketumpatan tinggi. Selain digunakan untuk komponen litar bersepadu, komponen tatasusunan, dan diod laser, ia juga digunakan untuk bahagian struktur konduktif.

Www.superbheater.com