Nadat we het intelligente informatietijdperk zijn binnengegaan, hebben halfgeleiderapparaten ons leven snel in beslag genomen. Omdat de door het werkstuk gegenereerde warmte een sleutelfactor is die het falen van halfgeleiderapparaten veroorzaakt, is het, om veel problemen veroorzaakt door defecten aan het apparaat te voorkomen en de effectieve en veilige werking ervan op lange termijn te garanderen, noodzakelijk om te worden uitgerust met een efficiënte warmteafvoer. systeem.
Op dit moment is de vervanging van het nieuwe elektrische keramische substraat een zeer belangrijk onderdeel van het werk van de industrie op het gebied van "warmtedissipatie". Uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen, corrosieweerstand, hoge thermische geleidbaarheid, hoge mechanische sterkte, thermische uitzettingscoëfficiënt afgestemd op de chip en niet gemakkelijk te verslechteren eigenschappen maken het keramische substraat voordeliger dan metaal, plastic en andere materialen, geschikt voor producten met hoge temperaturen en ruwe buitenomgeving, dus het wordt steeds breder geaccepteerd door het publiek.
Het keramische substraat speelt de volgende rollen in geïntegreerde halfgeleidercircuits: het bieden van mechanische ondersteuning en omgevingsbescherming voor chips en elektronische componenten; Biedt warmteafvoerkanalen om te hoge lokale temperaturen te voorkomen, wat de betrouwbaarheid van het apparaat verbetert. Momenteel zijn de keramische substraatmaterialen die aan deze eisen kunnen voldoen voornamelijk aluminiumoxide, aluminiumnitride, berylliumoxide, siliciumnitride enzovoort.
Onder hen is het voordeel van siliciumnitride-keramiek dat het een speciaal keramiek is met uitstekende uitgebreide prestaties, met hoge sterkte, hoge hardheid, hoge weerstand, goede thermische schokbestendigheid, laag diëlektrisch verlies en lage uitzettingscoëfficiënt, enz., alle aspecten van de prestaties zijn evenwichtiger, zijn de beste uitgebreide prestaties van structurele keramische materialen. En vermogenselektronische apparaten in hogesnelheidstreinen, elektrische voertuigen en andere velden worden vaak geconfronteerd met stoten, trillingen en andere complexe mechanische omgevingen, dus de uitstekende mechanische eigenschappen van siliciumnitride-keramiek zorgen ervoor dat het in de bovengenoemde velden een sterk concurrentievermogen heeft.
Wat de thermische eigenschappen betreft, hebben Lightfoot en Haggerty voorgesteld dat de theoretische thermische geleidbaarheid van siliciumnitride, gebaseerd op de structuur van Si3N4, tussen 200 en 300 W/(m·K) ligt, dus het is redelijk om te zeggen dat siliciumnitride een groot potentieel heeft op het gebied van warmte. verstrooiing. Het ideaal is echter vol, de realiteit is botgevoel, siliciumnitride vergeleken met andere keramische materialen, de instapdrempel is hoog, niet alleen de technische moeilijkheid is groot, maar ook de verwerkingskosten zijn hoog, het huidige commerciële silicium nitridesubstraat de thermische geleidbaarheid ligt in principe tussen 85-95W/m·K, substraat met een hogere thermische geleidbaarheid ( 150W/m·K) bevindt zich nog in het laboratoriumstadium.
Samenvattend: met de diepgaande ontwikkeling van het intelligente informatietijdperk heeft de brede toepassing van halfgeleiderapparaten hogere eisen gesteld aan de warmtedissipatietechnologie. Met zijn uitstekende mechanische ondersteuning, milieubescherming, warmteafvoerprestaties en uitgebreide prestaties vertoont siliciumnitride-keramiek een groot potentieel en concurrentievermogen op het gebied van halfgeleiderapparaten, vooral in complexe mechanische omgevingen zoals hogesnelheidstreinen en elektrische voertuigen, en de voordelen ervan zijn belangrijker. De commercialisering van siliciumnitride-keramiek verloopt echter niet van een leien dakje, en de technische problemen en hoge verwerkingskosten zijn het knelpunt geworden dat de grootschalige toepassing ervan beperkt. Niettemin leveren onderzoekers niet-aflatende inspanningen om technische problemen te doorbreken en de thermische geleidbaarheid van siliciumnitride-keramiek te verbeteren, om in de toekomst betere warmtedissipatie-oplossingen te bereiken. We hebben reden om aan te nemen dat siliciumnitride-keramiek, met de voortdurende vooruitgang van de technologie en de geleidelijke verlaging van de kosten, zeker zal schitteren op het gebied van de warmteafvoer van halfgeleiderapparaten en een belangrijke bijdrage zal leveren aan de ontwikkeling van het intelligente informatietijdperk.
