СиЦ керамика има јака својства ковалентног везивања и тешко се синтерује

СиЦ керамика има јака својства ковалентног везивања и тешко се синтерује

Осамдесетих година прошлог века, неке развијене земље почеле су да истражују и развијају АлН керамичке подлоге, са Јапаном на челу света. У Јапану још увек постоје многе компаније које истражују и производе АлН керамичке подлоге, као што су Кеито, Ниппон Специал Церамицс, Сумитомо Метал Индустриес, Фујитсу, Тосхиба и Ниппон Елецтриц. Основна сировина за припрему АлН керамике, АлН прах, има сложене процесе припреме, високу потрошњу енергије, дуге циклусе и високе цене. Висока цена ограничава широку примену АлН керамике, тако да се тренутно АлН керамичке подлоге углавном користе у врхунским индустријама [4].

1.3 Си3Н4 керамичка подлога

Си3Н4 има три кристалне структуре, односно Ксианг Ксиангхе фазу, међу којима је Ксиангхе фаза најчешћи облик Си3Н4, који је хексагонална структура. Си3Н4 има многа одлична својства, као што су висока тврдоћа, висока чврстоћа, низак коефицијент топлотног ширења, ниско пузање при високим температурама, добра отпорност на оксидацију, добре перформансе топлотне корозије и низак коефицијент трења. Теоретска топлотна проводљивост монокристалног силицијум нитрида може да достигне 400В/(м · К), што има потенцијал да постане супстрат високе топлотне проводљивости. Поред тога, коефицијент топлотног ширења Си3Н4 је око 3,0 × 10-6 степени, што се добро уклапа са материјалима као што су Си, СиЦ и ГаАс, што чини Си3Н4 керамику атрактивним материјалом за подлогу за високу чврстоћу и високу топлотну проводљивост електронски уређаји [4].

Међутим, диелектричне перформансе Си3Н4 керамике су мало лоше (са диелектричном константом од 8,3 и диелектричним губитком од 0.001~0,1), а трошкови производње су такође високи, што ограничава његову примена као керамичка подлога за електронско паковање.

1.4 СиЦ керамичке подлоге

Топлотна проводљивост СиЦ керамике је веома висока, у распону од 100 до 400В/(м · к) на високим температурама, што је 13 пута више од Ал2О3; Добре антиоксидативне перформансе, температура распадања изнад 2500 степени, и даље се може користити у оксидационој атмосфери на 1600 степени; Штавише, има добру електричну изолацију и нижи коефицијент топлотног ширења од Ал2О3 и АлН. СиЦ керамика има јака својства ковалентног везивања и тешко се синтерује. Обично се додаје мала количина бора или алуминијум оксида као помоћно средство за синтеровање ради побољшања густине. Експерименти су показали да су берилијум, бор, алуминијум и њихова једињења најефикаснији адитиви, који могу повећати густину СиЦ керамике до преко 98% [3].

Међутим, диелектрична константа СиЦ је превисока, четири пута већа од АлН, а његова чврстоћа на притисак је ниска, тако да је погодан само за паковање мале густине, а не за паковање велике густине. Поред тога што се користи за компоненте интегрисаних кола, компоненте низа и ласерске диоде, користи се и за проводне структурне делове.

ввв.супербхеатер.цом