С наступлением эпохи интеллектуальной информации полупроводниковые устройства быстро вошли в нашу жизнь. Поскольку тепло, выделяемое заготовкой, является ключевым фактором, вызывающим выход из строя полупроводниковых приборов, чтобы избежать многих проблем, вызванных выходом из строя устройства, и обеспечить его долгосрочную эффективную и безопасную работу, необходимо иметь эффективное рассеивание тепла. система.
В настоящее время в работе отрасли по «отводу тепла» замена новой силовой керамической подложки является очень важной частью. Превосходная стойкость к высоким температурам, коррозионная стойкость, высокая теплопроводность, высокая механическая прочность, коэффициент теплового расширения, соответствующий чипу, и характеристики, которые нелегко ухудшить, делают керамическую подложку более выгодной, чем металл, пластик и другие материалы, подходящей для продуктов с высокой температурой и суровая окружающая среда, поэтому общественность все больше и больше принимает ее.
Керамическая подложка играет следующие роли в полупроводниковых интегральных схемах: обеспечивает механическую поддержку и защиту микросхем и электронных компонентов от окружающей среды; Предусмотрены каналы отвода тепла, позволяющие избежать чрезмерной локальной температуры, что повышает надежность устройства. В настоящее время материалами керамической подложки, которые могут удовлетворить эти требования, являются в основном оксид алюминия, нитрид алюминия, оксид бериллия, нитрид кремния и так далее.
Среди них преимуществом керамики из нитрида кремния является то, что это специальная керамика с отличными комплексными характеристиками, высокой прочностью, высокой твердостью, высоким удельным сопротивлением, хорошей термостойкостью, низкими диэлектрическими потерями, низким коэффициентом расширения и т. Д., Все аспекты производительность более сбалансирована, это лучшая комплексная производительность конструкционных керамических материалов. А силовые электронные устройства в высокоскоростных железных дорогах, электромобилях и других областях часто сталкиваются с ударами, вибрациями и другими сложными механическими условиями, поэтому превосходные механические свойства керамики из нитрида кремния именно делают ее в вышеупомянутых областях высококонкурентоспособными.
Что касается тепловых свойств, Лайтфут и Хаггерти предположили, что теоретическая теплопроводность нитрида кремния на основе структуры Si3N4 составляет от 200 до 300 Вт/(м·К), поэтому разумно сказать, что нитрид кремния обладает большим потенциалом теплопроводности. рассеивание. Тем не менее, идеал полон, реальность - это ощущение кости, нитрид кремния по сравнению с другими керамическими материалами, порог входа высок, не только велика техническая сложность, но и высока стоимость обработки, текущий коммерческий кремний нитридная подложка теплопроводность в основном находится в пределах 85-95 Вт/м·К, подложка с более высокой теплопроводностью ( 150 Вт/м·К) все еще находится на лабораторной стадии.
Таким образом, с углубленным развитием эпохи интеллектуальной информации широкое применение полупроводниковых устройств выдвинуло более высокие требования к технологиям рассеивания тепла. Благодаря превосходной механической поддержке, защите окружающей среды, характеристикам рассеивания тепла и комплексным характеристикам керамика из нитрида кремния демонстрирует большой потенциал и конкурентоспособность в области полупроводниковых устройств, особенно в сложных механических средах, таких как высокоскоростные железные дороги и электромобили, и ее преимущества: более существенное. Однако коммерциализация керамики из нитрида кремния не является гладким путем, а техническая сложность и высокая стоимость обработки стали узким местом, ограничивающим ее широкомасштабное применение. Тем не менее, исследователи прилагают неустанные усилия, чтобы преодолеть технические трудности и улучшить теплопроводность керамики из нитрида кремния, чтобы в будущем достичь более эффективных решений по отводу тепла. У нас есть основания полагать, что с непрерывным развитием технологий и постепенным снижением стоимости керамика из нитрида кремния, безусловно, будет блистать в области рассеивания тепла полупроводниковых устройств и внесет важный вклад в развитие эпохи интеллектуальной информации.
