در حال حاضر، هنوز شکافی بین بستر سرامیکی Si3N4 با هدایت حرارتی بالا تجاری در چین و کشورهای خارجی وجود دارد. بنابراین، تحقیق و توسعه زیرلایه سرامیکی Si3N4 با رسانایی حرارتی بالا مطمئناً به توسعه چشمگیر فناوری IGBT (ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق‌بندی شده) در چین کمک خواهد کرد و در زمینه‌های پیشرفته‌ای مانند انرژی‌های نو، پیشرفت چشمگیری خواهد داشت.

در سال های اخیر، رسانایی حرارتی واقعی مواد بستر سرامیکی نیترید سیلیکون به طور مداوم بهبود یافته است، اما هنوز شکاف بزرگی با هدایت حرارتی نظری وجود دارد. در حال حاضر، مقالات روش‌هایی را برای بهبود رسانایی حرارتی سرامیک‌های نیترید سیلیکون، مانند کاهش محتوای اکسیژن شبکه، ارتقاء تبدیل کریستال، تحقق رشد جهت‌دار دانه‌ها و غیره گزارش می‌کنند. این مقاله چگونگی بهبود هدایت حرارتی سرامیک‌های نیترید سیلیکون و تحقق فناوری قالب‌گیری تولید انبوه را با تمرکز بر پیشرفت تحقیقاتی سرامیک‌های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا در داخل و خارج از کشور توضیح می‌دهد.

1 اثر اکسیژن شبکه

مکانیسم اصلی انتقال حرارت نیترید سیلیکون ارتعاش شبکه ای است که گرما را از طریق فونون ها هدایت می کند. ارتعاش شبکه خطی نیست و اثر جفت شدن خاصی بین شبکه ها وجود دارد. فونون ها با یکدیگر برخورد خواهند کرد که میانگین مسیر آزاد فونون ها را کاهش می دهد. علاوه بر این، انواع عیوب، ناخالصی ها و رابط های دانه در کریستال Si3N4 باعث پراکندگی فونون می شود که معادل کاهش میانگین مسیر آزاد فونون و در نتیجه کاهش هدایت حرارتی است. شکل 3 ریزساختار نیترید سیلیکون را نشان می دهد.

شکل 3 ریزساختار معمولی بدن متخلخل نیترید سیلیکون

نتایج نشان می‌دهد که اکسیژن شبکه یکی از عیوب اصلی مؤثر بر هدایت حرارتی سرامیک‌های نیترید سیلیکون در میان بسیاری از عیوب شبکه است. در فرآیند پخت، واکنش محلول جامد زیر در اکسیژن انجام می شود:

2 SiO2→ 2SiSi + 4ON+VSi    (1)

در واکنش، جای خالی سیلیکون ایجاد می شود و جایگزینی اتمی باعث ایجاد اعوجاج در کریستال می شود که باعث پراکندگی فونون می شود و در نتیجه رسانایی حرارتی کریستال Si3N4 کاهش می یابد.

کیتایاما و همکاران به طور سیستماتیک عوامل موثر بر هدایت حرارتی کریستال Si3N4 را از دو جنبه مورد بررسی قرار داد: اکسیژن شبکه و فاز مرزی دانه، و متوجه شد که اندازه کریستال Si3N4 درجه تأثیر عوامل فوق را تغییر خواهد داد. هنگامی که اندازه دانه کمتر از 1μm باشد، ضخامت اکسیژن شبکه و فاز مرزی دانه به عوامل اصلی تأثیرگذار بر هدایت حرارتی تبدیل می‌شوند. هنگامی که اندازه دانه بزرگتر از 1μm باشد، اکسیژن شبکه عامل اصلی تاثیرگذار بر هدایت حرارتی است. با این حال، تهیه سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا نیاز به دانه های کریستالی بزرگ دارد. بنابراین، تهیه نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا با کاهش محتوای اکسیژن شبکه بسیار مهم است. روش های موثر برای کاهش محتوای اکسیژن شبکه از جنبه های زیر شرح داده شده است: انتخاب مواد خام، انتخاب ایدز پخت و کاهش کربن در فرآیند آماده سازی.

1.1انتخاب مواد اولیه

به منظور کاهش محتوای اکسیژن در شبکه کریستالی نیترید سیلیکون، لازم است میزان اکسیژن ناخالصی پودر خام کاهش یابد. در حال حاضر دو روش وجود دارد: یکی استفاده از پودر Si با محتوای اکسیژن کم به عنوان ماده خام و به دست آوردن سرامیک Si3N4 با چگالی بالا و رسانایی حرارتی بالا از طریق دو مرحله نیتریدینگ و تف جوشی مجدد پودر Si. بدن متراکم Si متشکل از پودر Si و کمک تف جوشی تا دمای نزدیک به نقطه ذوب Si (1414 درجه سانتیگراد) در اتمسفر نیتروژن گرم می شود، به طوری که Si نیترید شده و به بدن متخلخل Si3N4 متخلخل تبدیل می شود، که بیشتر گرم می شود. دمای بالاتر برای تف جوشی Si3N4 متخلخل به سرامیک های متراکم Si3N4. دیگری تف جوشی با پودر α-Si3N4 با خلوص بالا با محتوای اکسیژن کمتر یا پخت مستقیم با β-Si3N4 است.

ژو و ژو ژاپن یک سری سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بیش از 150 W/(mk) توسط فرآیند SRBSN با پودر Si به عنوان ماده اولیه تهیه کرده اند. دلیل اصلی هدایت حرارتی بالا این است که در مقایسه با پودر تجاری معمولی α-Si3N4، پودر Si پس از نیترید کردن دارای محتوای اکسیژن و ناخالصی کمتری است.

پارک و همکاران تأثیر اندازه ذرات پودر Si ماده خام بر رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون را مطالعه کرد و دریافت که کاهش اندازه ذرات Si می تواند کانال نیترید سیلیکون را باریک کند که منجر به از بین بردن منافذ در تف جوشی می شود. فرآیند، در نتیجه به دست آوردن سرامیک نیترید سیلیکون با چگالی بالا. نتایج نشان می دهد که وقتی پودر Si به 1μm کاهش می یابد، چگالی نسبی سرامیک نیترید سیلیکون می تواند به بیش از 98٪ برسد. با این حال، در فرآیند کاهش اندازه ذرات مواد خام توسط SRBSN، سطح مواد خام به راحتی اکسید می شود و محتوای اکسیژن شبکه در مواد خام افزایش می یابد.

گوو و همکاران یک آزمایش مقایسه ای با پودر Si و α-Si3N4 به عنوان مواد خام انجام داد. مشخص شده است که پودر Si3N4 با محتوای اکسیژن کم (0.36٪، کسر جرمی) را می توان با نیترید کردن پودر Si به دست آورد، و سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 66.5 W / (mk) را می توان با پخت بدون فشار تهیه کرد. تحت شرایط مشابه، هدایت حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون ساخته شده از α-Si3N4 تنها 56.8 W/(mk) است.

سرامیک های نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا را می توان با استفاده از پودر α-Si3N4 با خلوص بالا به عنوان ماده اولیه تهیه کرد. دوان و همکاران سرامیک α-Si3N4 به ترتیب با چگالی، هدایت حرارتی، مقاومت خمشی، چقرمگی شکست و سختی ویکرز 3.20 گرم سانتی‌متر در 3، 60 وات/(mk)، 668 مگاپاسکال، 5.13 مگاپاسکال m1/2 و 15.06 گیگا پاسکال تهیه شد. کیم و همکاران سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 78.8 W/(mk) از α-Si3N4 تهیه کرد.

لیو زینگلی و همکاران با استفاده از نسبت های مختلف پودر β-Si108N626/α-Si3N4 به عنوان مواد اولیه، سرامیک های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 3 W/(mk) و مقاومت خمشی 4 مگاپاسکال تهیه کردند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش محتوای پودر β-Si3N4، میانگین نسبت طول به قطر دانه‌های ستونی β-Si3N4 کاهش می‌یابد که منجر به کاهش چگالی ظاهری دانه، افزایش متناظر عدد انتگرال کریستال ستونی، کاهش بین دانه‌ای می‌شود. محتوای فاز و افزایش هدایت حرارتی.

پنگ منگمنگ و همکاران تأثیر نوع پودر (β-Si3N4 یا α-Si3N4) و زمان نگهداری SPS بر هدایت حرارتی سرامیک نیترید سیلیکون مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شده است که هدایت حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون تهیه شده توسط پودر β-Si3N4 15٪ بیشتر از سرامیک های نیترید سیلیکون تهیه شده توسط پودر α-Si3N4 با همان فرآیند است و به 105 W/(mk) می رسد. برای مقایسه رسانایی حرارتی مواد Si1N3 تهیه شده از مواد خام مختلف به جدول 4 مراجعه کنید.

جدول 1 مقایسه رسانایی حرارتی مواد Si3N4 تهیه شده از مواد اولیه مختلف

با توجه به تحقیقات جامع فوق، نمونه های ساخته شده از پودر Si می توانند رسانایی حرارتی بالایی داشته باشند، اما به راحتی در فرآیند آسیاب اکسید می شوند و فرآیند آزمایشی خسته کننده و طولانی است که برای تولید صنعتی مساعد نیست. . هنگامی که پودر α-Si3N4 با خلوص بالا و محتوای اکسیژن کم به عنوان ماده اولیه استفاده می شود، سرامیک نیترید سیلیکون با عملکرد عالی به دلیل خلوص بالا می تواند تهیه شود، اما این امر منجر به افزایش هزینه می شود که منجر به افزایش هزینه ها نمی شود. تولید در مقیاس اگرچه β-Si3N4 می تواند به جای α-Si3N4 به عنوان ماده خام برای به دست آوردن سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا استفاده شود، دانه های میله ای شکل β-Si3N4 مانع از چینش مجدد دانه می شود و در نتیجه تراکم سخت محصولات متخلخل ایجاد می شود.

1.2 انتخاب مواد کمک کننده به زینترینگ

Si3N4 یک ترکیب کووالانسی با ضریب خود انتشار کوچک است و تشکیل یک ساختار بلوری متراکم توسط خود انتشار در حین تف جوشی دشوار است. بنابراین سرامیک های نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا را می توان با افزودن ایدز پخت مناسب و بهینه سازی نسبت تف جوشی ایدز به دست آورد. در دمای بالا، کمک تف جوشی با SiO2 روی سطح Si3N4 واکنش داده و فاز مایع را تشکیل می دهد.در نهایت فاز مرز دانه تشکیل می شود. با این حال، هدایت حرارتی فازهای مرزی دانه تنها 0.7 ~ 1 W/(mk) است، که رسانایی حرارتی نیترید سیلیکون را تا حد زیادی کاهش می دهد. علاوه بر این، معرفی برخی از افزودنی‌های زینترینگ اکسید منجر به افزایش محتوای اکسیژن شبکه Si3N4 و کاهش هدایت حرارتی می‌شود.

در حال حاضر، انواع مختلفی از ایدز تف جوشی برای سرامیک های نیترید سیلیکون، از جمله اکسیدهای خاکی کمیاب مختلف، ترکیبات منیزیم، فلوراید و AIDS تف جوشی مرکب آنها وجود دارد. عناصر خاکی کمیاب اغلب برای جذب اکسیژن از شبکه Si3N4 به دلیل میل ترکیبی بالای اکسیژن استفاده می شوند. در حال حاضر، مواد کمکی متداول برای تف جوشی مخلوط، اکسید منیزیم و اکسید خاکی کمیاب هستند.

جیا و همکاران Y2O3-MgO را در فرآیند پخت سرامیک نیترید سیلیکون برای تهیه سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 64.4 W/(mk) اضافه کرد. گو همچنین از Y2O3-MgO به عنوان کمک تف جوشی استفاده کرد و تأثیر اندازه ذرات کمک تف جوشی MgO را بر ریزساختار و هدایت حرارتی نیترید سیلیکون مورد مطالعه قرار داد. مشخص شده است که افزودن ذرات درشت MgO منجر به توزیع ناهموار ترکیب فاز مایع در حین تف جوشی می شود که منجر به رشد ترجیحی دانه های Si3N4 در اطراف منطقه غنی از MgO می شود و بنابراین منجر به افزایش نسبت بزرگ می شود. دانه های Si3N4 در سرامیک های Si3N4 نهایی و بهبود هدایت حرارتی.

با این حال، اضافه کردن اکسید تف جوشی AIDS به ناچار اتم های اکسیژن را وارد می کند، بنابراین به منظور کاهش ناخالصی های اکسیژن در شبکه کریستالی، اکسید + غیر اکسید می تواند به عنوان ایدز تف جوشی استفاده شود. یانگ و همکاران سرامیک های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا با MgF2-Y2O3 به عنوان افزودنی تف جوشی تهیه کردند. مشخص شد که MgF2 می تواند ویسکوزیته فاز مایع را کاهش دهد، بازآرایی ذرات را تسریع کند و مخلوط پودر را در دمای پایین تر (1600 درجه سانتیگراد) و زمان کوتاه تر (3 دقیقه) متراکم کند. علاوه بر این، ویسکوزیته کم فاز مایع و نسبت اتمی Si/N بالا به انتقال فاز → β و رشد دانه‌های سرامیک Si3N4 کمک می‌کند، بنابراین هدایت حرارتی سرامیک‌های Si3N4 را بهبود می‌بخشد.

هو و همکاران آزمایش مقایسه ای با MgF2-Y2O3 و MgO-Y2O3 به عنوان ایدز تف جوشی انجام داد و تأثیر نسبت AIDS تف جوشی را بر هدایت حرارتی بررسی کرد. در مقایسه با MgO-Y2O3، هدایت حرارتی سرامیک های Si3N4 به میزان 19 درصد افزایش می یابد که از MgF2-Y2O3 به عنوان کمک تف جوشی استفاده می شود، و بالاترین رسانایی حرارتی زمانی حاصل می شود که مقدار افزودنی 4٪ MgF2 -5٪ Y2O3 باشد.

لی از Y2Si4N6C-MgO به جای Y2O3 -MgO به عنوان افزودنی تف جوشی استفاده کرد. با معرفی نیتروژن و ترویج حذف سیلیس، نسبت نیتروژن به اکسیژن بالا در فاز دوم تشکیل شد که منجر به افزایش اندازه دانه، کاهش محتوای اکسیژن شبکه، افزایش تداوم Si3N4 -Si3N4 و افزایش هدایت حرارتی سرامیک Si3N4 از 92 W/(mk) به 120 W/(mk).

به منظور بهبود بیشتر نسبت نیتروژن به اکسیژن در فاز مایع و کاهش محتوای اکسیژن شبکه، معمولاً از غیر اکسیدها به عنوان سینترینگ ایدز استفاده می شود. اثرات افزودنی‌های زینترینگ اکسیدی و غیر اکسیدی بر ریزساختار، هدایت حرارتی و خواص مکانیکی Si3N4 توسط لی مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از MgSiN2 -YbF3 به عنوان افزودنی تف جوشی، مواد سرامیکی Si3N4 با هدایت حرارتی 101.5 w/(mk) و مقاومت خمشی 822 × 916 MPa تهیه شد. در مقایسه با افزودنی های تف جوشی اکسید، MgSiN2 غیر اکسیدی و فلوراید به عنوان افزودنی های تف جوشی می توانند فاز ثانویه و محتوای اکسیژن شبکه نیترید سیلیکون را کاهش دهند، که در آن فلوراید خاکی کمیاب می تواند با SiO2 واکنش داده و SiF4 تولید کند و تبخیر SiF4 منجر به کاهش می شود. فاز مرزی دانه و کاهش فاز مرزی دانه SiO2، در نتیجه به هدف بهبود هدایت حرارتی دست می یابد. مقایسه رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون تهیه شده با ایدزهای تف جوشی مختلف در جدول 2 و ریزساختار در شکل 4 نشان داده شده است.

جدول 2 مقایسه رسانایی حرارتی مواد Si3N4 تهیه شده با ایدزهای تف جوشی مختلف

شکل 4 ریزساختار افزودنی‌های اکسیدی (a)MgO-Y2O3 و (d)MgO-Yb2O3، افزودنی‌های مخلوط (b)MgSiN2 -Y2O3 و (e)MgSiN2 -Yb2O3، افزودنی‌های غیر اکسیدی (c)MgSiN2 -YF ) Mg-Sin3-YF2.

در حال حاضر، عناصر خاکی کمیاب در جریان اصلی تف جوشی ایدز ترکیباتی از Y و Yb هستند، اما برخی از عناصر خاکی کمیاب نمی توانند چگالی را بهبود بخشند. گوو و همکاران به ترتیب از ZrO2 -MgO-Y2O3 و Eu2O3 -MgO-Y2O3 به عنوان سینترینگ ایدز برای تهیه سرامیک نیترید سیلیکون استفاده کردند. مشخص شد که افزودن Eu2O3 -MgO-Y2O3 از تراکم سرامیک نیترید سیلیکون جلوگیری می کند.

با توجه به تحقیقات فوق، در مقایسه با مواد کمکی تف جوشی اکسیدی، کمک های تف جوشی غیر اکسیدی می توانند اتم های نیتروژن اضافی را فراهم کنند، نسبت نیتروژن به اکسیژن را افزایش دهند، تبدیل کریستالی را تقویت کنند و SiO2 را برای کاهش محتوای اکسیژن شبکه و فاز مرزی دانه کاهش دهند.

1.3 کاهش کربن

ایدز زینترینگ فوق، مانند Y2S4N6C و MgSiN2، که می تواند به طور موثری محتوای اکسیژن شبکه را کاهش دهد، نمی تواند از منابع تجاری به دست آید، بنابراین برای تولید در مقیاس بزرگ مشکلاتی ایجاد می کند و عملیات حرارتی در دمای بالا نیز منجر به هزینه بالایی خواهد شد. بنابراین، از منظر کاربرد صنعتی، توسعه یک روش آماده سازی ساده و ارزان سرامیک های Si3N4 با هدایت حرارتی بالا اهمیت زیادی دارد. مشخص شده است که دوپینگ مقدار معینی از کربن در فرآیند تف جوشی می تواند ناخالصی های اکسیژن را کاهش دهد، که روشی موثر برای کاهش محتوای اکسیژن شبکه است.

کربن به طور گسترده ای به عنوان یک افزودنی تف جوشی برای سرامیک های غیر اکسیدی استفاده می شود و عملکرد اصلی آن حذف ناخالصی های اکسیدی از سطح پودر غیر اکسیدی است. بر این اساس، محققان دریافتند که افزودن مقدار کمی کربن می‌تواند به طور موثری محتوای اکسیژن شبکه سرامیک‌های AlN را کاهش دهد و در نتیجه هدایت حرارتی سرامیک‌های AlN را بهبود بخشد. به طور مشابه، ورود کربن به سرامیک های Si3N4 نیز می تواند محتوای اکسیژن را کاهش دهد، عمدتاً به این دلیل که در فرآیند نیتریداسیون و پس از تف جوشی، مقدار مناسب کربن نقش کاهش بسیار آشکاری را ایفا می کند که می تواند فشار جزئی SiO را تا حد زیادی کاهش دهد. و نسبت اتمی N/O فاز ثانویه بین دانه ای را افزایش می دهد، در نتیجه یک ریزساختار دووجهی تشکیل می دهد، ذرات نیترید سیلیسیم بزرگ و باریک را به دست می آورد و هدایت حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون را بهبود می بخشد.

Li هنگامی که از BN/گرافیت به جای BN به عنوان صفحه پودری استفاده می شود، هدایت حرارتی سرامیک نیترید سیلیکون تا 40.7 درصد افزایش می یابد. مشخص شده است که رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون هنوز می تواند به 121 W/(mk) برسد حتی اگر محتوای اکسیژن پودر Si پس از آسیاب گلوله ای به 4.22٪ برسد. دلیل اصلی این است که گرافیت توانایی احیایی قوی دارد. در فرآیند نیتریدینگ، می‌تواند حذف SiO2، تغییر ترکیب شیمیایی فاز ثانویه و همچنین حذف فازهای ثانویه SiO2 و Y2Si3O3N4 در فرآیند تف جوشی را ترویج کند، بنابراین محصول را تولید دانه‌های میله‌مانند بزرگ‌تر می‌کند. ، کاهش محتوای اکسیژن شبکه و بهبود تداوم Si3N4 -Si3N4. نتایج نشان می‌دهد که اگرچه مقداری کربن دوپ شده است، مقاومت نیترید سیلیکون بدون تغییر باقی می‌ماند، اما محصول نهایی نسبت تلفات جرمی بالایی دارد (25.8٪) که هزینه از دست دادن مواد خام را افزایش می‌دهد.

لی و همکاران دریافتند که گرافیت بیش از حد با Si3N4 روی سطح واکنش می‌دهد، که عامل کلیدی منجر به نسبت از دست دادن جرم بالا سرامیک‌های نیترید سیلیکون است. بنابراین آنها فرآیند آماده سازی را بهبود بخشیدند، روش تف جوشی با فشار گاز دو مرحله ای را اتخاذ کردند و از مخلوط پودری 5٪ (کسری مول) کربن دوپ شده با 93٪ α-Si3N4 -2٪ Yb2O3 -5٪ MgO به عنوان ماده خام برای پخت استفاده کردند. آزمایش نتایج نشان می‌دهد که هدایت حرارتی سرامیک‌های Si3N4 با افزودن کربن از 102 W/(mk) به 128 W/(mk) به میزان 25.5 درصد افزایش می‌یابد. در اولین فرآیند پخت، فرآیند احیای کربوترمال به طور قابل توجهی محتوای اکسیژن را کاهش داد و نسبت N/O فاز ثانویه بین دانه‌ای را افزایش داد. در نمونه های نیمه تمام Si3N4، فاز ثانویه Y2Si4O7N2 ظاهر شد، محتوای β-Si3N4 بیشتر بود، و دانه های β-Si3N4 میله ای شکل بزرگتر بودند. در فرآیند تف جوشی دوم، فاز دوم Y2Si4O7N2 با کربن واکنش داده و YbSi3N5 را تشکیل می دهد، که تا حد زیادی محتوای اکسیژن شبکه را کاهش می دهد، در نتیجه دانه های میله ای شکل درشت تر و رابط Si3N4 -Si3N4 سفت تر می شود، که به طور قابل توجهی هدایت حرارتی سرامیک Si3N4 را بهبود می بخشد. تصویر SEM Si3N4 آماده شده در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 میکروگراف های SEM از سطح صیقلی و سطح اچ شده پلاسما نمونه سرامیکی نهایی Si3N4: (الف) تصاویر کم مصرف a)SN و (b)SNC. تصاویر با قدرت بالا از (c)SN و (d)SNC

افزودن کربن به سرامیک های نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا یک روش موثر برای کاهش محتوای اکسیژن شبکه است. این روش نیاز کمی به میزان اکسیژن مواد خام و تف جوشی ایدز دارد که هزینه تهیه سرامیک های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا را کاهش می دهد. با پیشرفت مداوم فناوری، انتظار می رود در تولیدات صنعتی نیز به کار گرفته شود.

2 تبدیل کریستالی و جهت گیری محور کریستالی.

2.1 تأثیر تبدیل کریستال بر هدایت حرارتی و روش‌های بهبود

رسانایی گرمایی β-Si3N4 به دلیل ساختار متقارن تر آن بیشتر از α-Si3N4 است. در فرآیند پخت سرامیک نیترید سیلیکون در دمای بالا، فاز دمای پایین α-Si3N4 ماده خام از طریق مکانیسم انحلال-رسوب به فاز با دمای بالا β-Si3N4 تبدیل می شود، اما تبدیل نوع کریستالی اینگونه نیست. در فرآیند تف جوشی کامل می شود و α-Si3N4 تبدیل نشده تا حد زیادی بر هدایت حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون تأثیر می گذارد. به منظور ارتقاء تبدیل کریستال و به دست آوردن نسبت β/(α+β) بالاتر، روش های رایج در حال حاضر عبارتند از: (1) تغییر سیستم تف جوشی، مانند افزایش دمای تف جوشی، طولانی شدن زمان تف جوشی و حرارت بعدی. رفتار؛ (2) مقدار مناسبی از دانه‌های کریستال میله‌ای β-Si3N4 به عنوان کریستال بذر به α-Si3N4 اضافه می‌شود. شکل 6 توزیع ریزساختار دووجهی سرامیک های نیترید سیلیکون را پس از افزودن بذر نشان می دهد.

شکل 6 توزیع ریزساختار دو حالته سرامیک β-Si3N4 پس از افزودن کریستال بذر.

ژو و همکاران اثرات زمان‌های مختلف تف جوشی بر هدایت حرارتی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست سرامیک‌های نیترید سیلیکون را بررسی کردند. از جدول 3 می توان دریافت که رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون به تدریج با طولانی شدن زمان پخت افزایش می یابد. این عمدتا به دلیل رشد مداوم دانه های کریستال، افزایش محتوای β-Si3N4 و کاهش محتوای اکسیژن شبکه با فرآیند انحلال و بارش است. تانگ ونسین و همکاران اثر دمای تف جوشی بر رسانایی حرارتی Si3N4 را مطالعه کرد و دریافت که نمونه‌های پخته شده در دمای 1600 درجه سانتیگراد دارای هر دو فاز α و فاز β هستند. پس از افزایش دمای تف جوشی به 1700 درجه سانتیگراد و 1800 درجه سانتیگراد، تنها فاز β در نمونه وجود دارد. با افزایش دمای تف جوشی، هدایت حرارتی نمونه افزایش می یابد که ممکن است ناشی از افزایش اندازه دانه، کاهش محتوای مایع و تشکیل "کپسول شیشه ای" مستقل در فاز مایع در لبه مرزهای چند دانه ای باشد. .

جدول 3 مقایسه عملکرد Si3N4 در زمان پخت مختلف

زو و همکاران دریافتند که افزودن β-Si3N4 به‌عنوان کریستال بذر در حین پخت می‌تواند سرامیک‌های نیترید سیلیکونی با درجه چگالی و هدایت حرارتی بالاتر به دست آورد. به منظور ترویج بیشتر تبدیل کریستالی و به دست آوردن دانه های نیترید سیلیکون با اندازه بزرگ، β-Si3N4 می تواند به جای α-Si3N4 به عنوان پودر شروع برای تهیه سرامیک های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا استفاده شود. Liang Zhenhua و غیره 1٪ (کسر جرمی) ذرات میله ای β-Si3N4 را به عنوان کریستال دانه اضافه کردند و رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون به 158 W/(mk) رسید. لیو زینگلی و همکاران تأثیر نسبت‌های مختلف β-Si3N4/α-Si3N4 بر رسانایی حرارتی و خواص مکانیکی سرامیک‌های نیترید سیلیکون را بررسی کردند. نتایج نشان داد که زمانی که همه مواد اولیه β-Si3N4 بودند، هدایت حرارتی سرامیک نیترید سیلیکون بالاترین میزان را داشت و به 108 W/(mk) رسید، اما مقاومت خمشی نیز کاهش یافت.

با توجه به تحقیقات فوق، افزایش دمای تف جوشی و طولانی شدن زمان تف جوشی می تواند تبدیل کریستال را تا حدودی افزایش دهد. افزودن مقدار مناسب کریستال بذر β-Si3N4 برای ارتقای تبدیل کریستالی می تواند نسبت β/(α+β) را در مدت کوتاهی افزایش دهد، دانه کریستال را به طور کامل رشد کند و سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا را به دست آورد.

2.2 تأثیر جهت‌گیری کریستال بر هدایت حرارتی و روش بهبود آن

از آنجا که سرعت رشد محور C بیشتر از محور A است، رشد ناهمسانگرد منجر به شکل میله ای β-Si3N4 و ناهمسانگردی خواص فیزیکی آن می شود. هدایت حرارتی دانه های نیترید سیلیکون ناهمسانگرد است. رسانایی حرارتی نظری تک کریستال β-Si3N4 در امتداد محور A و محور C به ترتیب 170 W/(mk) و 450 W/(mk) است. بنابراین، روش‌های مناسبی را می‌توان در فرآیند قالب‌گیری برای تحقق آرایش جهت و ترویج رشد جهت‌دار دانه‌های نیترید سیلیکون اتخاذ کرد. در حال حاضر، روش‌های قالب‌گیری که می‌توانند دانه‌ها را به صورت جهت دار رشد دهند عبارتند از قالب‌گیری ریخته‌گری نواری، قالب‌گیری با فشار داغ و قالب‌گیری تزریقی.

در اثر میدان مغناطیسی خارجی، کریستال نیترید سیلیکون دارای تفاوت رشد آشکار در امتداد هر محور کریستالی است. این عمدتا به دلیل تفاوت حساسیت مغناطیسی کریستال نیترید سیلیکون در امتداد هر محور کریستال است. تحت تأثیر میدان مغناطیسی تقویت‌کننده خارجی، کریستال نیترید سیلیکون تحت تأثیر گشتاور قرار می‌گیرد. با چرخش یک زاویه معین برای داشتن حداقل انرژی مغناطیسی، بیان انرژی محرک چرخش کریستال نیترید سیلیکون به صورت زیر است:

جایی که: V حجم ذرات، B میدان مغناطیسی اعمال شده، μ0 نفوذپذیری مغناطیسی در خلاء، χc و χa، B به ترتیب نشان دهنده حساسیت مغناطیسی کریستال نیترید سیلیکون در امتداد محور C و محور A، B است، و | Δ χ| مقدار مطلق اختلاف حساسیت مغناطیسی کریستال در امتداد هر محور کریستال است. و بیان انرژی حرکت حرارتی u ذرات به صورت زیر است:

U=3nN0kB (4)

جایی که: n تعداد مول ذرات ماده، N0 ثابت آووگادرو، kB ثابت بولتزمن و t دما است. وقتی δ e بزرگتر از u باشد، ذرات را می توان با میدان مغناطیسی چرخاند. همانطور که در شکل دیده میشود. 7، اگر محور cبا حساسیت مغناطیسی بالا، ذرات میله ای شکل موازی با میدان مغناطیسی قرار می گیرند. اگر حساسیت مغناطیسی محور C کم باشد، ذرات میله ای شکل عمود بر میدان مغناطیسی قرار می گیرند.

شکل 7 نمودار شماتیک تأثیر میدان مغناطیسی بر آرایش ذرات میله ای شکل شش ضلعی در شبکه: (a) χc > χ a, b; (ب) χc＜χa,b

نمونه هایی با ریزساختار جهت دار را می توان با وارد کردن میدان مغناطیسی قوی در فرآیند شکل دهی سرامیک های مغناطیسی ضعیف تهیه کرد. با توجه به حساسیت مغناطیسی χc <χa, b دانه های نیترید سیلیکون در امتداد هر محور، سرامیک های نیترید سیلیکون با جهت گیری محور C را می توان با تزریق و سایر تکنیک ها در یک میدان مغناطیسی افقی دوار تهیه کرد. اصل آماده سازی در شکل 8 نشان داده شده است.

شکل 8 تهیه سرامیک با جهت گیری محور کریستالی در میدان مغناطیسی

یانگ ژیگانگ و همکاران از قالب‌گیری تزریقی ژل به جای قالب‌گیری تزریقی سنتی برای تهیه سرامیک‌های نیترید سیلیکون بافت‌دار در امتداد محور A یا B در میدان مغناطیسی طولی 6T استفاده کرد و اثرات دمای تف جوشی و زمان نگهداری را بر بافت سرامیک‌های نیترید سیلیکون بررسی کرد. نتایج نشان می‌دهد که افزایش دمای تف جوشی باعث ارتقای بافت سرامیک‌های نیترید سیلیکون می‌شود، در حالی که طولانی‌شدن زمان پخت تأثیر کمی بر بافت دارد. لیانگ و همکاران دریافتند که دانه کریستال نیترید سیلیکون {0001} نشانه‌هایی از رشد را در امتداد محور Z نشان می‌دهد و هنگام تهیه سرامیک نیترید سیلیکون با تف جوشی با فشار داغ جهت گیری قوی دارد. این برای تهیه سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا مفید است. زو و همکاران قالب گیری تزریقی را در میدان مغناطیسی افقی 12T انجام داد و سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا با رسانایی حرارتی 170w/(mk) بدست آورد. مشخص شده است که در طول فرآیند تزریق، قالب با سرعت 5 دور در دقیقه می چرخد ​​تا یک میدان مغناطیسی دوار تشکیل دهد، که منجر به جهت گیری محور C β-Si3N4 عمود بر میدان مغناطیسی در طول فرآیند انجماد می شود. ضریب جهت گیری محور C 0.98 است. شکل 9 تأثیر میدان مغناطیسی و چرخش قالب را بر جهت گیری دانه نیترید سیلیکون میله ای شکل نشان می دهد.

شکل 9 اثر میدان مغناطیسی و چرخش قالب بر جهت گیری دانه نیترید سیلیکون میله ای شکل

در حال حاضر، درک رشد جهت دار دانه های نیترید سیلیکون در تولید در مقیاس بزرگ دشوار است. در حال حاضر رشد جهت‌گیری سرامیک‌های نیترید سیلیکون که در مقالات گزارش شده است محدود به مرحله آزمایشگاهی است و لازم است رشد جهت‌دار دانه‌های نیترید سیلیکون در تولید صنعتی از طریق روش‌های مناسب محقق شود که چشم‌انداز کاربردی زیادی برای تهیه حرارت بالا دارد. رسانایی سرامیک نیترید سیلیکون

3 فرآیند آماده سازی بستر سرامیکی

3.1 فرآیند قالب گیری

با توجه به کوچک‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی قدرت، اندازه و ضخامت زیرلایه‌های سرامیکی نیترید سیلیکون باید دقیق‌تر باشد. محدوده ضخامت زیرلایه های سرامیکی نیترید سیلیکون تجاری 0.3 تا 0.6 میلی متر است. به منظور تحقق تولید در مقیاس بزرگ مواد بستر سرامیکی نیترید سیلیکون، انتخاب یک روش قالب گیری مناسب بسیار مهم است. در حال حاضر روش های قالب گیری زیادی برای تهیه سرامیک نیترید سیلیکون وجود دارد، مانند ریخته گری نواری، پرس گرم، تزریق، پرس ایزواستاتیک سرد و غیره. با این حال، برای برآوردن الزامات کوچک سازی و پالایش و تحقق رشد جهت دار دانه های نیترید سیلیکون به طور همزمان، ریخته گری نوار بدون شک کلید دستیابی به این هدف است. شکل 10 نمودار جریان فرآیند ریخته گری است و تهیه مواد زیرلایه سرامیکی نیترید سیلیکون توسط ریخته گری در زیر توضیح داده شده است.

شکل 10 نمودار جریان فرآیند ریخته گری نوار

دوغاب ریخته گری نواری مهمترین عامل برای تعیین عملکرد بدنه سبز است. دوغاب شامل پودر، حلال، پخش کننده، بایندر، نرم کننده و سایر مواد افزودنی است. هر جزء تأثیر مهمی بر عملکرد دوغاب دارد و هر جزء در دوغاب نیز بر یکدیگر تأثیر می گذارد. اگرچه ریخته‌گری نوار در مقایسه با سایر فرآیندهای قالب‌گیری مزایای منحصر به فردی دارد، اما در عمل به دلیل مکانیسم‌های مختلف آزادسازی تنش، به راحتی می‌توان هنگام خشک شدن ورق ریخته‌گری نوار، خمش، ترک خوردگی، چروکیدگی، ضخامت ناهموار و سایر پدیده‌ها را ایجاد کرد. برای تهیه دوغاب ریخته گری یکنواخت و پایدار و ورق ریخته گری صاف پس از خشک شدن، باید به عواملی مانند ترشوندگی دوغاب، پایداری و ضخامت بلانک با حفظ فرمول بدون تغییر توجه کرد.

هنگامی که ورق ریخته گری نیترید سیلیکون توسط ریخته گری تهیه می شود، Otsuka و همکاران. و چو و همکاران مدل تئوری جریان مایع را مطرح کنید و رابطه بین ضخامت ورق ریخته گری D و پارامترهای ریخته گری در فرمول (5) نشان داده شده است:

(5)

جایی که: α نشان دهنده ضریب انقباض ضخامت لایه مرطوب در هنگام خشک شدن است و ویسکوزیته و یکنواختی دوغاب تأثیر زیادی روی آن دارد. H و l به ترتیب نشان دهنده ارتفاع و طول شکاف تیغه اسکراپر هستند. η نشان دهنده ویسکوزیته دوغاب است. F نشان دهنده فشار در قیف است که معمولاً با ارتفاع دوغاب تعیین می شود. V نشان دهنده سرعت نسبی دستگاه ریخته گری و حامل پشتیبانی است. برای تهیه زیرلایه سرامیکی فوق نازک، باید شکاف تیغه را به درستی تنظیم کرد و سطح مایع دوغاب را ثابت نگه داشت و در عین حال ویسکوزیته و یکنواختی دوغاب را در حد متوسط ​​نگه داشت.

در ریخته‌گری نوار آلی، عموماً از آزئوتروپ به عنوان حلال استفاده می‌شود و اثر انحلال بهتر است، بنابراین باید اطمینان حاصل شود که حلال ترشوندگی خوبی نسبت به ذرات پودری دارد که مربوط به کشش سطحی حلال است که می‌تواند با فرمول (6) توضیح داده شده است:

  (6)

جایی که θ زاویه خیس شدن است. γsv، γsl و γlv به ترتیب نشان دهنده کشش سطحی جامد-گاز، جامد-مایع و مایع-گاز هستند. از فرمول (6) می توان دریافت که γlv کوچکتر، θ کوچکتر است، که نشان دهنده ترشوندگی بهتر است. عمل خیس کردن در شکل 11 نشان داده شده است.

شکل 11 نمودار شماتیک عمل خیس کردن

برای اطمینان از یکنواختی و پایداری دوغاب ریخته گری، لازم است ماده پراکنده اضافه شود، که وظیفه اصلی آن خیس شدن آسان سطح ذرات پودر، کاهش انرژی پتانسیل سطحی ذرات پودر برای پراکندگی آسان تر است و سد بالقوه بین ذرات را بالا می برد، بنابراین دوغاب را پایدار و یکنواخت می کند. پایداری دوغاب را می توان با تئوری DLVO توصیف کرد:

UT=UA+UR(7)

کجا: UA انرژی پتانسیل گرانشی واندروالس است. UR انرژی پتانسیل دافعه است. وقتی UR بزرگتر از UA باشد، دوغاب پایدار است. به منظور اطمینان از یکنواختی و پایداری دوغاب، دوز پخش کننده نیز باید کنترل شود. اگر دوز بیش از حد باشد، ذرات تولید شده به راحتی به هم متصل می شوند، که برای به دست آوردن ذرات مهره ای مساعد نیست. اگر دوز خیلی کم باشد، به راحتی به قطرات کوچک پراکنده می شود و مونومر ناپایدار است. با پیشرفت واکنش، قطرات پراکنده نیز ممکن است به صورت بلوک متراکم شوند. دوان و همکاران ابتدا یک ورق ریخته‌گری با ریزساختار یکنواخت و چگالی نسبی 56.08/99 درصد با فرآیند ریخته‌گری تهیه کرد و سپس یک سرامیک نیترید سیلیکونی با چگالی نسبی 58 درصد و هدایت حرارتی 81 W/(mk) با تف جوشی تحت فشار گاز به دست آورد. ژانگ و همکاران سرامیک های سیلیکونی نیترید متراکم با هدایت حرارتی 1.8 W/(mk) توسط فرآیند ریخته گری نواری و فرآیند تف جوشی تحت فشار گاز تهیه شده است. مشخص شده است که بیشترین هدایت حرارتی را می توان زمانی به دست آورد که پراکنده کننده (PE)، بایندر (PVB)، نسبت نرم کننده به چسب و بار جامد 8٪ (کسر جرمی)، 1.2٪ (کسر جرمی)، 33٪ و 76٪ باشد. کسر حجمی) به ترتیب. ژانگ جینگ شیان و همکاران ابتدا ورق ریخته گری Si را با ریخته گری نواری تهیه کرد و سپس سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی 150 W/(mk) را با چربی زدایی، نیترید کردن و تف جوشی تهیه کرد. در حال حاضر، رسانایی حرارتی سرامیک های نیترید سیلیکون تهیه شده توسط ریخته گری نواری، بسیار پایین تر از سطح گزارش شده در ادبیات (> XNUMX W/(mk)) است. این کلید تهیه دوغاب یکنواخت و پایدار با ویسکوزیته متوسط ​​و ترشوندگی خوب با بهبود فرآیند و بهینه سازی نسبت هر جزء است.

3.2 فرآیند پخت

در حال حاضر روشهای اصلی تف جوشی برای تهیه سرامیک نیترید سیلیکون عبارتند از زینترینگ تحت فشار گاز، تف جوشی واکنشی، تف جوشی مجدد، تف جوشی پلاسمای جرقه ای، زینترینگ پرس گرم و ... که هر روشی مزایا و معایب خاص خود را دارد. در اینجا چند روش متداول زینترینگ به طور خلاصه آورده شده است.

تف جوشی فشار گاز (GPS) می تواند به سرعت نیترید سیلیکون را در اتمسفر نیتروژن با فشار دادن و گرم کردن متراکم کند، تبدیل سریع شکل کریستال α→β را تقویت کند و به بهبود هدایت حرارتی سرامیک نیترید سیلیکون کمک کند. لی و غیره سرامیک های نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا به روش تف جوشی فشار گاز دو مرحله ای با α-Si3N4 به عنوان ماده اولیه تهیه شد. ابتدا پودر مخلوط شده تا دمای 1500 درجه سانتیگراد تحت فشار نیتروژن 1 مگاپاسکال حرارت داده شد و سپس در دمای 1900 درجه سانتیگراد به مدت 12 ساعت زینتر شد. از طریق واکنش دو مرحله‌ای تف جوشی فشار گاز، تبدیل کریستالی α→ β-Si3N4 بسیار ارتقاء یافت و هدایت حرارتی سرامیک‌های نیترید سیلیکون به 128W/(mk) رسید. کیم و همکاران در اتمسفر نیتروژن 1900 مگاپاسکال با روش تف جوشی تحت فشار گاز تا دمای 0.9 درجه سانتیگراد گرم می شود و دما را به مدت 6 ساعت حفظ می کند. در نهایت، هدایت حرارتی سرامیک نیترید سیلیکون 78.8 W/(mk) بود. لی و همکاران سرامیک های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 120 W/(mk) به روش تف جوشی تحت فشار گاز با Y2Si4N6C-MgO به عنوان کمک تف جوشی تهیه شدند.

فرآیند پخت پلاسما (SPS) نوعی روش پخت نمونه است که عمل مشترک میدان فشار، میدان دما و میدان الکتریکی را تحقق می‌بخشد. دارای مزایای سرعت گرمایش سریع، دمای پخت پایین و زمان پخت کوتاه است. یانگ و همکاران سرامیک های Si3N4 با هدایت حرارتی 76 w/(mk)، مقاومت خمشی 857.6 مگاپاسکال، سختی 14.9 گیگا پاسکال و چقرمگی شکست 7.7 MPa m 1/2 توسط فرآیند SPS با MgF2-Y2O3 به عنوان افزودنی تف جوشی تهیه شد. این آزمایش نشان می‌دهد که به دلیل عمل میدان الکتریکی اعمال‌شده، ذرات به راحتی لغزش می‌کنند، که منجر به بازآرایی ذرات می‌شود، بنابراین ذرات دانه درشت به‌دست می‌آیند و باعث می‌شود Si3N4 به چگالی بالاتر در دمای پایین‌تر دست یابد.

هو و همکاران مواد سرامیکی Si3N4 با هدایت حرارتی 82.5 w/(mk)، استحکام خمشی (911±47) مگاپاسکال و چقرمگی شکست (8.47±0.31) MPa·m1/2/2 توسط فرآیند SPS با MgF2-Y2O3 و MgO- تهیه شد. Y2O3 به عنوان مواد افزودنی پخت. فرآیند SPS همچنین می تواند مشکل فوق الذکر را حل کند که پخت سرامیک نیترید سیلیکون با β-Si3N4 به عنوان ماده خام دشوار است. پنگ منگمنگ و همکاران در دمای 1600 درجه سانتیگراد به مدت 5 دقیقه توسط فرآیند SPS پخته شد، سپس در دمای 1900 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت نگهداری شد و سرامیک نیترید سیلیکونی متراکم با رسانایی حرارتی تا 105 W/(mk) بدست آمد. لیو و همکاران سرامیک‌های نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا با چگالی تا 99% توسط SPS و فرآیند عملیات حرارتی با نسبت‌های مختلف پودر β-Si3N4 / α-Si3N4 به عنوان مواد اولیه با موفقیت آماده شدند.

تف جوشی مجدد واکنشی (SRBSN) مورد علاقه محققان است زیرا بدنه متخلخل Si3N4 متخلخل با نیترید کردن پودر Si به دست می آید و سپس برای تشکیل سرامیک نیترید سیلیکون متراکم که محتوای اکسیژن کمتری نسبت به سرامیک نیترید سیلیکون تهیه شده از α-Si3N4 تجاری دارد، تف جوشی می شود. . ژو و همکاران سرامیک Si3N4 با رسانایی حرارتی تا 177 W/(mk) توسط فرآیند SRBSN تهیه کرد. نتایج نشان می دهد که هدایت حرارتی بالاتر را می توان با طولانی کردن زمان تف جوشی و کاهش بیشتر محتوای اکسیژن شبکه به دست آورد. علاوه بر این، آنها همچنین رفتار شکست سرامیک های Si3N4 با رسانایی حرارتی بالا را مطالعه کردند و دریافتند که چقرمگی شکست بالایی دارد (11.2 مگاپاسکال در متر مربع). ژو و همکاران سرامیک های Si3N4 را با فرآیند SRBSN با Y2O3 و MgO به عنوان مواد افزودنی تهیه کردند. مشخص شده است که محتوای افزودنی Y2O3 -MgO و زمان پخت بر هدایت حرارتی Si3N4 تأثیر می گذارد. هنگامی که محتوای افزودنی 2% Y2O3 -4% MgO باشد، هدایت حرارتی سرامیک های Si3N4 پس از پخت 156 ساعت 24 w/(mk) است که 21% بیشتر از سرامیک Si3N4 (128 w/(mk) است. پس از پخت به مدت 6 ساعت سرامیک های Li Si3N4 با رسانایی حرارتی تا 121 W/(mk) توسط فرآیند SRBSN با Y2O3-MgO به عنوان کمک تف جوشی تهیه شدند.

سرامیک های نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا را می توان با روش های پخت دیگر نیز تهیه کرد. جیا و همکاران سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی 64.6 W/(mk) توسط تف جوشی با فشار فوق العاده بالا تهیه کرد. دوان و همکاران سرامیک نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی 60 W/(mk) با پخت بدون فشار در دمای پایین در دمای 1780 درجه سانتیگراد با 10% TiO2 -MgO به عنوان افزودنی تف جوشی تهیه کرد. لی و همکاران سرامیک نیترید سیلیکون با رسانایی حرارتی 101.5 W/(mk) با فرآیند زینترینگ پرس گرم تهیه کرد.

با توجه به تحقیقات فوق، اگرچه روش های تف جوشی متفاوت است، اما می توان سرامیک های نیترید سیلیکونی با خواص عالی تهیه کرد. برای تحقق تولید در مقیاس بزرگ سرامیک نیترید سیلیکون، عواملی مانند هزینه، سختی عملیات و چرخه تولید باید در نظر گرفته شود، بنابراین کلید یافتن یک فرآیند پخت سریع، ساده و کم هزینه است.

4برچسب

سرامیک Si3N4 به دلیل پتانسیل هدایت حرارتی بالا و خواص مکانیکی عالی در زمینه دستگاه های نیمه هادی پرقدرت محبوبیت بیشتری دارد و انتظار می رود که به ماده بستر سرامیکی ترجیحی برای دستگاه های الکترونیکی تبدیل شود. با این حال، عوامل زیادی وجود دارد که هدایت حرارتی آن را محدود می کند، مانند نقص شبکه، عناصر ناخالصی، محتوای اکسیژن شبکه، اندازه دانه و غیره، که باعث می شود رسانایی حرارتی واقعی سرامیک نیترید سیلیکون پایین باشد.

سلب مسئولیت: این مقاله از "5G Industry Watch" بازتولید شده است. این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد، نه دیدگاه های Sacco Micro و صنعت. این فقط برای تجدید چاپ و به اشتراک گذاری برای حمایت از حمایت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً هنگام چاپ مجدد منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.