Substrat Seramik: Al₂O₃, AlN, Si₃N₄

1. Misi Teras Substrat Seramik

Dalam skema besar industri elektronik moden, substrat seramik, walaupun sering tersembunyi di sebalik tabir, memainkan peranan yang tidak boleh diganti dan penting. Daripada penghantaran isyarat frekuensi tinggi di stesen pangkalan 5G kepada pengawal motor dalam kenderaan tenaga baharu, dan lapisan pembungkusan teras semikonduktor kuasa, substrat seramik kekal sebagai teras peranti elektronik, secara senyap melaksanakan misi dwi "tulang belakang pelesapan haba" dan "penjaga penebat."

Mengambil stesen pangkalan 5G sebagai contoh, ia menghasilkan sejumlah besar haba semasa operasi. Jika haba ini tidak dapat dilesapkan dalam masa, prestasi peralatan akan merosot dengan ketara, atau malah menyebabkan kerosakan. Substrat seramik, dengan kekonduksian haba yang sangat baik, boleh menghantar haba dengan cepat, memastikan operasi stesen pangkalan yang stabil. Dalam pengawal motor kenderaan tenaga baharu, substrat seramik bukan sahaja mesti menahan persekitaran suhu tinggi tetapi juga ujian voltan tinggi dan arus tinggi. Sifat penebat yang unggul dan kekuatan mekanikal memberikan jaminan yang boleh dipercayai untuk pengendalian motor yang cekap.

Menurut ramalan berwibawa, pasaran substrat seramik global diunjurkan melonjak daripada $1.13 bilion pada 2022 kepada $4.15 bilion pada 2029, mewakili kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sebanyak 18.23%. Pertumbuhan pesat ini didorong oleh permintaan letupan daripada elektronik kuasa, semikonduktor generasi ketiga dan peralatan mewah. Dengan perkembangan pesat teknologi, bidang ini meletakkan permintaan yang semakin tinggi terhadap prestasi peranti elektronik, menjadikan substrat seramik, sebagai bahan utama, semakin penting.

2. Profil Teknikal Tiga Substrat Arus Perdana

Antara keluarga besar substrat seramik, alumina (Al₂O₃), aluminium nitrida (AlN), dan silikon nitrida (Si₃N₄) adalah tiga yang paling menonjol, masing-masing bersinar terang dalam bidang aplikasi yang berbeza kerana sifat bahannya yang unik.

Substrat seramik alumina (Al₂O₃) mempunyai pengalaman perindustrian selama 60 tahun, teknologi matang dan kos yang agak rendah. Jumlah pengeluaran yang tinggi dan keberkesanan kos yang luar biasa telah membolehkan mereka menduduki sebahagian besar pasaran rendah hingga pertengahan. Dalam bidang elektronik pengguna am, seperti telefon pintar dan tablet, substrat seramik alumina memenuhi permintaan pengeluaran berskala besar dengan prestasi yang stabil dan harga yang berpatutan. Walau bagaimanapun, apabila produk elektronik berkembang ke arah pengecilan, frekuensi tinggi dan kuasa tinggi, kekonduksian haba yang agak rendah bagi substrat seramik alumina menjadi semakin jelas, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan pelesapan haba yang ketat bagi aplikasi mewah.

Substrat seramik aluminium nitrida (AlN).menonjol kerana kekonduksian terma yang unggul, antara 200 hingga 270 W/(m·K), iaitu 4 hingga 7 kali ganda daripada alumina. Ciri ini menjadikan aluminium nitrida sebagai pilihan pilihan untuk aplikasi berkuasa tinggi, seperti penguat kuasa di stesen pangkalan 5G dan lampu LED berkuasa tinggi. Di stesen pangkalan 5G, substrat seramik aluminium nitrida boleh menghilangkan haba yang dijana oleh penguat kuasa dengan cepat, memastikan operasi peralatan yang stabil di bawah keadaan frekuensi tinggi dan berkuasa tinggi, meningkatkan kualiti dan kecekapan komunikasi dengan berkesan. Tambahan pula, aluminium nitrida juga mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi dan rintangan kakisan yang baik, menjadikannya dianggap sebagai bahan seramik kekonduksian terma tinggi yang paling menjanjikan. Walau bagaimanapun, fabrikasi bahan aluminium nitrida kini mencabar, dengan kos pengeluaran yang tinggi dan kesukaran dalam pengeluaran besar-besaran berskala besar, yang dengan ketara mengehadkan penggunaannya yang meluas dalam pembungkusan elektronik.

Substrat seramik silikon nitrida (Si₃N₄)., dengan prestasi keseluruhan cemerlang mereka, muncul dalam bidang termaju dengan keperluan kebolehpercayaan yang tinggi. Dengan kekuatan lenturan melebihi 800 MPa, silikon nitrida adalah salah satu bahan seramik yang paling kuat yang diketahui, memberikan substrat rintangan yang luar biasa kepada kejutan mekanikal, getaran dan kejutan haba, menjadikannya kurang terdedah kepada kerosakan dalam persekitaran pemasangan dan operasi yang kompleks. Pada masa yang sama, silikon nitrida mempunyai pekali pengembangan terma yang rendah hanya 3.2 × 10⁻⁶/℃, mempamerkan keserasian yang sangat baik dengan bahan cip semikonduktor (seperti silikon: ~3 × 10⁻⁶/℃, silikon karbida: ~4 × 10⁻⁶/℃, modul tekanan reducing yang meningkat dengan ketara dan ketara. Dalam bidang aeroangkasa, peralatan perlu beroperasi dalam persekitaran yang melampau; kebolehpercayaan dan kestabilan substrat seramik silikon nitrida yang tinggi memberikan sokongan kuat untuk operasi biasa peralatan avionik. Walau bagaimanapun, kos pembuatan yang tinggi dan proses kompleks substrat seramik silikon nitrida mengehadkan penggunaannya dalam beberapa bidang sensitif kos.

Semicorex menawarkan kualiti tinggisubstrat seramik. Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Hubungi # telefon +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com