ما هو تطبيق ركيزة السيراميك السيليكون؟ ما هي خصائص الأداء؟

في الوقت الحاضر ، يرتفع صوت حماية البيئة وتوفير الطاقة ، مما يجعل السيارات الكهربائية الجديدة المحلية أكثر اهتمامًا. تلعب أجهزة التغليف عالية الطاقة دورًا حاسمًا في تنظيم سرعة المركبات وتخزين AC و DC. تضع الدورة الحرارية عالية التردد المتطلبات الصارمة على تبديد الحرارة للتغليف الإلكتروني ، وتتطلب تعقيد وتنوع بيئة العمل أن يكون لمواد التغليف مقاومة صدمة حرارية جيدة وقوة عالية للعب دور داعم. بالإضافة إلى ذلك ، مع التطور السريع لتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة ، والتي تتميز بشكل أساسي بالجهد العالي والتيار العالي والتردد العالي ، أصبحت كفاءة تبديد الحرارة في وحدات الطاقة المطبقة في هذه التكنولوجيا هي المفتاح. تعد مادة الركيزة الخزفية في نظام التغليف الإلكتروني مفتاح تبديد الحرارة الفعال ، ويجب أن يكون لها أيضًا قوة عالية وموثوقية عالية من أجل التعامل مع تعقيد بيئة العمل.

في السنوات الأخيرة ، تكون ركائز السيراميك التي تم إنتاجها على نطاق واسع واستخدامها على نطاق واسع: AL2O3 ، BEO ، SIC ، SI3N4 ، ALN وما إلى ذلك.

خصائص أنواع مختلفة من ركائز السيراميك (المصدر: Liao Shengjun

AL2O3 بسبب عملية التحضير البسيطة ، والعزل الجيد ، ومقاومة درجة الحرارة العالية ، تحتل حاليًا وضعًا مهمًا في صناعة الركيزة تبديد الحرارة. ومع ذلك ، فإن الموصلية الحرارية المنخفضة لـ AL2O3 لا يمكن أن تلبي متطلبات تطوير الأجهزة ذات الطاقة العالية والجهد العالي ، وهي مناسبة فقط لبيئات العمل مع متطلبات تبديد الحرارة المنخفضة ، وبسبب انخفاض قوة الانحناء ، فإن نطاق التطبيق للسيراميك AL2O3 كركيزة تبديد الحرارة هي أيضا محدودة.

على الرغم من أن الركيزة السيراميكية BEO لها توصيل حراري عالي وثابتة عازلة منخفضة لتلبية متطلبات تبديد الحرارة الفعال ، ولكن بسبب سميتها ، فإنها لها تأثير على صحة العمال ولا يفضي إلى تطبيق واسع النطاق.

تحتوي السيراميك ALN على الموصلية الحرارية العالية وتعتبر مواد مرشحة لركائز تبديد الحرارة. ومع ذلك ، فإن السيراميك ALN لديها ضعف مقاومة الصدمة الحرارية ، وسهولة الدهون ، والقوة المنخفضة والصلابة ، والتي لا تؤدي إلى العمل في بيئة معقدة ويصعب ضمان موثوقية تطبيقها.

تتمتع السيراميك SIC بالتوصيل الحراري العالي ، ولكن بسبب فقدانها العازلة العازلة وجهدها المنخفض ، فإنه لا يفضي إلى تطبيق بيئة عمل عالية الجهد وبيئة عمل عالية الجهد.

يتم التعرف على نيتريد السيليكون كأفضل مادة الركيزة السيراميكية ذات الموصلية الحرارية العالية والموثوقية العالية في المنزل والخارج. على الرغم من أن الموصلية الحرارية للركيزة الخزفية SI3N4 أقل قليلاً من تلك الموجودة في ALN ، إلا أن قوتها الانحناء وقوة الكسر يمكن أن تصل إلى أكثر من ضعف قوة ALN. في الوقت نفسه ، فإن الموصلية الحرارية للسيراميك SI3N4 أعلى بكثير من السيراميك AL2O3. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معامل التمدد الحراري للركيزة الخزفية SI3N4 قريبة من معامل الركيزة من الجيل الثالث من ركيزة أشباه الموصلات ، مما يجعلها أكثر استقرارًا لمطابقة المادة البلورية SIC. وهذا يجعل SI3N4 المادة المفضلة لركائز الموصلية الحرارية العالية لأجهزة الطاقة شبه الموصلات الجيل الثالث.