सिक सब्सट्रेट

एल्युमिनियम नाइट्राइड सिरेमिक सब्सट्रेट
हेक्सागोनल प्रणाली, [AlN4] टेट्राहेड्रल संरचनात्मक इकाई पर आधारित सहसंयोजक बंधुआ वुर्टज़ाइट यौगिक, अच्छी तापीय चालकता, विश्वसनीय विद्युत इन्सुलेशन, कम ढांकता हुआ स्थिरांक और ढांकता हुआ नुकसान, गैर विषैले है, और सिलिकॉन के थर्मल विस्तार गुणांक से मेल खाता है, आदि। उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला के साथ, इसे अत्यधिक एकीकृत अर्धचालक सब्सट्रेट और इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग सामग्री की एक नई पीढ़ी के लिए एक आदर्श विकल्प माना जाता है।
AlN सिरेमिक के मुख्य कच्चे माल, AlN पाउडर की तैयारी प्रक्रिया जटिल, उच्च ऊर्जा खपत, लंबी चक्र और महंगी है। उच्च लागत AlN सिरेमिक के व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करती है, इसलिए AlN सिरेमिक सब्सट्रेट का उपयोग मुख्य रूप से उच्च-अंत उद्योगों में किया जाता है।
सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक सब्सट्रेट
Si3N4 में तीन क्रिस्टल संरचनाएँ हैं, अर्थात् चरण, चरण और चरण। उनमें से, चरण और चरण Si3N4 के सबसे सामान्य रूप हैं, और वे सभी षट्कोणीय संरचनाएँ हैं। Si3N4 में उच्च कठोरता, उच्च शक्ति, छोटे थर्मल विस्तार गुणांक, छोटे उच्च तापमान रेंगना, अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध, अच्छा गर्म संक्षारण प्रदर्शन और छोटे घर्षण गुणांक जैसे उत्कृष्ट गुण हैं।
हालांकि, Si3N4 सिरेमिक में खराब परावैद्युत गुण होते हैं (परावैद्युत स्थिरांक 8.3 है, परावैद्युत हानि 0.001~0.1 है) और उत्पादन लागत अधिक होती है, जो इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग सिरेमिक सब्सट्रेट के रूप में इसके अनुप्रयोग को सीमित करता है।

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक सब्सट्रेट
SiC सिरेमिक में उच्च तापीय चालकता होती है। उच्च तापमान पर तापीय चालकता 100w/(m·k)~400W/(m·k) है, जो Al2O3 की 13 गुना है। इसमें अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध है, इसका अपघटन तापमान 2500 डिग्री से ऊपर है, और इसे 1600 डिग्री के ऑक्सीकरण वातावरण में भी इस्तेमाल किया जा सकता है; इसमें अच्छा विद्युत इन्सुलेशन भी है और इसका तापीय विस्तार गुणांक Al2O3 और AlN से कम है। SiC सिरेमिक में मजबूत सहसंयोजक बंधन गुण होते हैं और इन्हें सिंटर करना आसान नहीं होता है। घनत्व बढ़ाने के लिए सिंटरिंग एड्स के रूप में अक्सर थोड़ी मात्रा में बोरॉन या एल्यूमिना मिलाया जाता है। प्रयोगों से पता चलता है कि बेरिलियम, बोरॉन, एल्यूमीनियम और उनके यौगिक सबसे प्रभावी योजक हैं, जो SiC सिरेमिक के घनत्व को 98% से अधिक तक पहुंचा सकते हैं।

बेरिलियम ऑक्साइड सिरेमिक सब्सट्रेट
BeO क्षारीय मृदा धातु ऑक्साइड के बीच एकमात्र हेक्सागोनल वर्टज़ाइट संरचना है। चूँकि BeO में वर्टज़ाइट और मजबूत सहसंयोजक बंधन संरचना और कम सापेक्ष आणविक द्रव्यमान होता है, इसलिए इसमें उच्च तापीय चालकता होती है। BeO एल्यूमिना लगभग है। कमरे के तापमान पर इसकी तापीय चालकता 250W/(m K) तक पहुँच सकती है, और इसकी तापीय चालकता धातु की तुलना में 10 गुना अधिक है। उच्च तापमान और उच्च आवृत्तियों पर, इसमें अच्छे विद्युत गुण, अच्छा ताप प्रतिरोध और अच्छा प्रभाव प्रतिरोध होता है। , अच्छी रासायनिक स्थिरता।
हालांकि बीईओ में कुछ बेहतरीन गुण हैं, लेकिन इसका घातक दोष यह है कि इसका पाउडर बेहद जहरीला होता है। बीईओ धूल के लंबे समय तक साँस लेने से विषाक्तता और यहां तक ​​कि जीवन के लिए खतरा हो सकता है, और पर्यावरण प्रदूषण भी हो सकता है, जिसका बीईओ सिरेमिक सब्सट्रेट के उत्पादन और अनुप्रयोग पर बहुत प्रभाव पड़ता है [5]। इसके अलावा, बीईओ की उत्पादन लागत अपेक्षाकृत अधिक है, जो इसके उत्पादन और अनुप्रयोग को सीमित करती है।

बोरोन नाइट्राइड सिरेमिक सब्सट्रेट
बोरॉन नाइट्राइड दो अलग-अलग क्रिस्टलीय रूपों में आता है: हेक्सागोनल और क्यूबिक। उनमें से, क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड में उच्च कठोरता होती है और यह 1500 से 1600 डिग्री के उच्च तापमान का सामना कर सकता है, जिससे यह सुपरहार्ड सामग्रियों के लिए उपयुक्त हो जाता है। सही गर्मी उपचार की स्थिति में, हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड बहुत उच्च तापमान पर उच्च रासायनिक और यांत्रिक स्थिरता बनाए रख सकता है। बोरॉन नाइट्राइड सामग्री में उच्च तापीय स्थिरता, रासायनिक स्थिरता और विद्युत इन्सुलेशन होता है। कमरे के तापमान पर बोरॉन नाइट्राइड सिरेमिक की तापीय चालकता स्टेनलेस स्टील के बराबर होती है, और इसके ढांकता हुआ गुण अच्छे होते हैं। बोरॉन नाइट्राइड अधिकांश सिरेमिक की तुलना में अधिक भंगुर होता है, इसमें एक छोटा थर्मल विस्तार गुणांक, मजबूत थर्मल शॉक प्रतिरोध होता है, और यह 1500 डिग्री से ऊपर के तापमान अंतर में तेजी से बदलाव का सामना कर सकता है।

एल्यूमीनियम सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट का उपयोग रेल वाहनों, विमान, अर्धचालक आईजीबीटी उपकरणों और अन्य उत्पाद क्षेत्रों में किया जाता है, मुख्य रूप से क्योंकि एल्यूमीनियम आधारित सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट में उच्च तापीय चालकता होती है, एक थर्मल विस्तार गुणांक जो चिप, हल्के वजन, कम घनत्व, उच्च कठोरता और उच्च प्रतिरोध झुकने की ताकत से बेहतर मेल खाता है।

सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट और सिलिकॉन नाइट्राइड सब्सट्रेट की विशेषताएं और लाभ
सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट एल्यूमीनियम सिलिकॉन कार्बाइड (AISiC) सिलिकॉन कार्बाइड कण प्रबलित समग्र सामग्री का संक्षिप्त नाम है, जिसे एल्यूमीनियम सिलिकॉन कार्बाइड या एल्यूमीनियम सिलिकॉन कार्बन के रूप में भी जाना जाता है। सैन्य उद्योग में लागू होने पर इसके बहुत महत्वपूर्ण और उत्कृष्ट लाभ हैं।
● AISiC में उच्च तापीय चालकता (170~200W/mK) है, जो सामान्य पैकेजिंग सामग्री की तुलना में दस गुना अधिक है। यह चिप द्वारा उत्पन्न गर्मी को समय पर नष्ट कर सकता है और पूरे घटक की विश्वसनीयता और स्थिरता में सुधार कर सकता है।
● AISiC का थर्मल विस्तार गुणांक सेमीकंडक्टर चिप और सिरेमिक सब्सट्रेट से अच्छी तरह मेल खाता है। समायोज्य थर्मल विस्तार गुणांक (6.5 ~ 9.5x10-6 / K) थकान विफलता को रोक सकता है, और पावर चिप को सीधे AISiC बेस प्लेट पर भी स्थापित किया जा सकता है। बेहतर।
● सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट वजन में हल्का, कठोरता में मजबूत, झुकने की शक्ति में उच्च है और इसमें भूकंप प्रतिरोध अच्छा है। कठोर वातावरण में पसंदीदा सामग्री।

सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट और सिलिकॉन नाइट्राइड सब्सट्रेट के अनुप्रयोग अलग-अलग हैं
सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक सब्सट्रेट में उच्च यांत्रिक शक्ति, पहनने के प्रतिरोध और अच्छी तापीय चालकता होती है। इनका उपयोग मुख्य रूप से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव इंजन, ऑटोमोटिव शॉक एब्जॉर्बर, मैकेनिकल मेडिकल उपकरण, औद्योगिक भट्टों, बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, उच्च शक्ति मॉड्यूल और अन्य क्षेत्रों में किया जाता है। उद्देश्य; सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग रेल इंजनों, विमानों, अर्धचालक आईजीबीटी उपकरणों और अन्य उत्पाद क्षेत्रों में किया जाता है, और इसका सैन्य उद्योग में भी अच्छा अनुप्रयोग है।