ວັດສະດຸແລະຄຸນລັກສະນະຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກ

ດ້ວຍຄວາມຄືບຫນ້າແລະການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ, ປະຈຸບັນ, ອຸນຫະພູມໃນປະຈຸບັນ, ອຸນຫະພູມໃນການເຮັດວຽກແລະຄວາມຖີ່ໃນອຸປະກອນຕ່າງໆໄດ້ສູງຂື້ນ. ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸປະກອນແລະວົງຈອນ, ຄວາມຕ້ອງການທີ່ສູງກວ່າໄດ້ຖືກນໍາຫນ້າສໍາລັບຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຊິບ. ຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດເຫຼົ່ານີ້ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງພວກເຂົາ, ຄຸນສົມບັດໄມໂຄເວຟ, ຄຸນສົມບັດກົນຈັກແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືສູງ.

ໃນປະຈຸບັນ, ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ປຸຍ ceramic ຕົ້ນຕໍທີ່ໃຊ້ໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກ: Al2o3), Silicon nitride (Silicon Carbide (Sic) ແລະ bero).

ma terial		ການປະຕິບັດຄວາມ	ບໍລິສຸດຄວາມບໍລິສຸດ
(	W	/	KM	)	ຂະ
ຫນາດ ຄວາມ ຮຸນ	ແຮງ	ດ້ານໄຟຟ້າ	ທີ່ມີໄຟຟ້າ (KV / MM ^ (- 1))
ຫຼາຍທີ່ກວ້າງຂວາງ
ຫຼາຍ	99%	150	8.9	15	ປະສິດຕິພາບທີ່ສູງກວ່າ, ແຕ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ
ກວ່າ	99%	310	6.4	10	ຜົງທີ່ມີສານພິດ ສູງ
,	ຈໍາ	ກັດ	ການ	ໃຊ້	SI3N4
96	%	106	%	10,4	%

ໃຫ້ເຮົາເບິ່ງຄຸນລັກສະນະໂດຍຫຍໍ້ຂອງ 5 ຊຸດເຄື່ອງຈັກທີ່ກ້າວຫນ້າສໍາລັບຊັ້ນໃຕ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

1. Alumina (Al2o3)

polycrystals al2o3 homogenous ສາມາດບັນລຸຫຼາຍກ່ວາ 10 ຊະນິດ, ແລະປະເພດວິໃດຕໍ່ໄປນີ້: α-al2o3, γ-al2o3 ແລະ zta-al2o3. ໃນນັ້ນ, els-al2o3 ມີກິດຈະກໍາຕ່ໍາສຸດແລະເປັນຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ສຸດໃນສີ່ຮູບແບບໄປເຊຍກັນໃຫຍ່, ແລະຫ້ອງຂອງມັນແມ່ນເປັນຂອງລະບົບ Crystal Socal. ໂຄງສ້າງα-al2o3 ແມ່ນແຫນ້ນຫນາ, ໂຄງສ້າງ Corundum, ສາມາດມີຢູ່ໄດ້ໂດຍທົ່ວໄປໃນອຸນຫະພູມທັງຫມົດ; ໃນເວລາທີ່ອຸນຫະພູມສູງເຖິງ 1000 ~ 1600 ° C, ຕົວແປອື່ນໆຈະປ່ຽນເປັນα-al2o3.

ຮູບທີ 1: microstruture Crystal ຂອງ Al2o3 ພາຍໃຕ້ SEM

ດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງສ່ວນປະກອບຂອງມະຫາຊົນ Al2o3 ແລະການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງ al2o3 ເພີ່ມຂື້ນຢ່າງໄວວາ, ແລະໃນເວລາທີ່ຄວາມຮ້ອນ 90%.

ເຖິງແມ່ນວ່າການເພີ່ມຂື້ນຂອງມວນຊົນຂອງ Al2o3 ສາມາດປັບປຸງການປະຕິບັດຕົວຢ່າງໂດຍລວມຂອງເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາ, ມັນກໍ່ຈະຊ່ວຍເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງເຊລາມິກ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມຂອງເຊລາມິກ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເຮັດໃຫ້ໂລກເຊຣາ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ.

2. ອາລູມິນຽມ nitride (aln)

ALN ແມ່ນກຸ່ມຂອງກຸ່ມⅲ-v ປະສົມກັບໂຄງສ້າງ wurtzite. ຫ້ອງຫນ່ວຍບໍລິການຂອງມັນແມ່ນ Aln4 Tetrahedron, ເຊິ່ງເປັນຂອງລະບົບ Crystal Hexagonal ແລະມີຄວາມຜູກພັນທີ່ມີຄວາມສາມາດແຂງແຮງ, ສະນັ້ນມັນມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດແລະມີຄວາມແຮງສູງ. ທາງທິດສະດີ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການໄປເຊຍກັນຂອງມັນແມ່ນ 3.2611G / CM3, ສະນັ້ນມັນຈະມີຄວາມຮ້ອນສູງ 320W / (M · k) ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ແລະຄວາມຮ້ອນຂອງການກົດດັນຮ້ອນບໍ່ໄດ້ ຊັ້ນໃຕ້ດິນສາມາດບັນລຸໄດ້ 150W / (M · k), ເຊິ່ງມີຫຼາຍກ່ວາ 5 ເທົ່າຂອງ Al2o3. ຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນແມ່ນ 3.8 × 10-6 ~ 4.4 × 10-6 / ℃ມີການຈັບຄູ່ກັບຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Semiconductor co si, Sic, Sic ແລະ Gaas.

ຮູບທີ 2: ຜົງຂອງອາລູມິນຽມ nitride

ບໍ່ມີເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນຄວາມຮ້ອນສູງກ່ວາເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາ al2o3, ເຊິ່ງຄ່ອຍໆປ່ຽນແທນເຄື່ອງໃຊ້ al2o3 ໃນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ມີພະລັງແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານຄວາມຮ້ອນສູງ, ແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານຄວາມຮ້ອນສູງ. ALN ceramics ຍັງຖືກພິຈາລະນາເຊັ່ນດຽວກັນກັບເອກະສານທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຫນ້າຕ່າງການຈັດສົ່ງພະລັງງານຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີໄຟຟ້າພະລັງງານເນື່ອງຈາກການປ່ອຍເຄື່ອງຫັດຖະກໍາດ້ານອຸປະກອນເສີມສໍາລັບຂັ້ນຕ່ໍາ.

3. Silicon Nitride (SI3N4)

Si3N4 ແມ່ນສານປະສົມທີ່ມັກ covalally ກັບສາມໂຄງສ້າງ Crystal: α-si si3n4, β-si3n4, ແລະγ3n4. ໃນນັ້ນ, α-si3n4 ແລະβ-si3n4 ແມ່ນຮູບແບບໄປເຊຍກັນທີ່ສຸດ, ມີໂຄງສ້າງ hexagonal. ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງ STORNE CRYS CLARZN SIOWN4 ສາມາດບັນລຸໄດ້ 400W / (M · k). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກການໂອນຄວາມຮ້ອນຂອງ phonon, ມີຄວາມຜິດປົກກະຕິ lattice ແລະການຍ້າຍຖິ່ນຖານໃນການເພີ່ມຂື້ນຂອງເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາທີ່ຖືກຍິງພຽງແຕ່ປະມານ 20w / (M · k) . ໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງອັດຕາສ່ວນສັດສ່ວນແລະ Sintering. ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນໄດ້ບັນລຸ 106W / (M · k). ຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ Si3N4 ແມ່ນປະມານ 3.0 × 10-6 / C, ເຊິ່ງເປັນວັດສະດຸ sic3n4, ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາ si3n4 ເປັນອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກທີ່ຫນ້າສົນໃຈສໍາລັບອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກທີ່ຫນ້າສົນໃຈ.

ຮູບທີ 3: ຜົງຂອງຊິລິໂຄນ Nitride

ໃນບັນດາຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, si3n4 ຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກທີ່ດີທີ່ສຸດ, ຄວາມແຂງແຮງກົນຈັກສູງ, ຕ່ໍາທີ່ສູງແລະຄວາມຕ້ານທານການກັດຕໍ່ຕ້ານ. ໃນປະຈຸບັນ, ມັນໄດ້ຮັບຄວາມໂປດປານໃນການຫຸ້ມຫໍ່ໂມດູນແບບໂມດູນແລະຄ່ອຍໆປ່ຽນແທນ Al2o3 ແລະ aln superraph ceramic.

4. Carbide Carbide (SIC)

SICY CRYSOLD CRYSS ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າເປັນອຸປະກອນການ semiconductor ລຸ້ນທີສາມ, ເຊິ່ງມີຂໍ້ດີຂອງຊ່ອງຫວ່າງຂອງວົງດົນຕີ, ແຮງດັນຄວາມຮ້ອນສູງແລະຄວາມໄວຂອງ Electrority.

ໂດຍການເພີ່ມຈໍານວນຫມາກເບັງແລະ b2o3 ຂະຫນາດນ້ອຍເພື່ອເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຂອງມັນ, ແລະໃຊ້ຄວາມສັບສົນທີ່ຍາວກວ່າໃນປີ 1900 ℃ ຄວາມຮ້ອນຂອງ SIC coramics ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍວິທີການແລະສິ່ງເສບຕິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນ 100 ~ 490w / (M · k) ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ເນື່ອງຈາກວ່າຄົງທີ່ຂອງ dielectric ຄົງທີ່ຂອງ cramic sic ແມ່ນໃຫຍ່ຫຼາຍ, ມັນເຫມາະສົມກັບການສະຫມັກຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ, ແລະບໍ່ເຫມາະສົມກັບໂປແກຼມທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ.

5. Berryllia (BEO)

BEO ແມ່ນໂຄງສ້າງ wurttzite ແລະຫ້ອງແມ່ນລະບົບ CLOCAL CLOCALL. ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງມັນແມ່ນສູງຫຼາຍ, ສ່ວນປະກອບຂອງຈໍານວນ 99% ຂອງ 99%) ບໍ່ພຽງແຕ່ມີຄວາມສາມາດໃນການໂອນຄວາມຮ້ອນສູງຫຼາຍ, ແຕ່ຍັງມີຄວາມສູນເສຍຄົງທີ່ແລະຄວາມສະຫນັບສະຫນູນສູງແລະມີຄຸນລັກສະນະສູງໃນການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນທີ່ມີພະລັງສູງແລະການຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມຮ້ອນສູງ.

ຮູບທີ 5: ໂຄງສ້າງ Crystal of Berryllia

ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນແລະການສູນເສຍຕ່ໍາຂອງ BEO ແມ່ນຢູ່ໄກຈາກອຸປະກອນການໃຊ້ເຊັບອື່ນໆ, ແຕ່ວ່າ beo ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ແນ່ນອນ, ແລະຜົງຂອງມັນແມ່ນເປັນສານພິດສູງ.

ໃນປະຈຸບັນ, ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ໃຊ້ກັນທົ່ວໄປໃນປະເທດຈີນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ al2o3, aln ແລະ si3n4. ເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາທີ່ເຮັດໂດຍເຕັກໂນໂລຢີ LTCC ສາມາດປະສົມປະສານສ່ວນປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີໄດ້ເຊັ່ນວ່າ resistors, capaCitors ແລະ eductors ໃນໂຄງສ້າງສາມມິຕິ. ກົງກັນຂ້າມກັບການເຊື່ອມໂຍງກັບ semicondorcorcortors, ເຊິ່ງຕົ້ນຕໍແມ່ນອຸປະກອນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຕົ້ນຕໍ, LTCC ມີຄວາມສາມາດໃນສາຍໄຟທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ 3D.