Perché il substrato di nitruro di silicio deve migliorare la conducibilità termica?

Substrato di nitruro di silicioè ampiamente usato in campi ad alta tecnologia come semiconduttori e LED, ma ha un problema: la conducibilità termica non è abbastanza buona. Se il calore non può essere dissipato, l'attrezzatura si surriscalda e smetterà di funzionare. Oggi, parliamo di come "raffreddarlo" e lasciare che la conducibilità termica aumenti!

1. Presta attenzione al rapporto materiale

Il rapporto tra silicio e azoto nel nitruro di silicio non è impostato casualmente. Esperimenti hanno scoperto che quando c'è più silicio, la struttura cristallina è più stretta e la conduzione del calore è più fluida. Tuttavia, questo grado deve essere controllato bene, troppo o troppo poco non funzionerà.

2. C'è un trucco per la temperatura di sinterizzazione

Il controllo della temperatura è particolarmente critico durante il fuoco. Sebbene una temperatura troppo alta possa ridurre i pori, può far crescere i grani troppo grandi e influenzare la conducibilità termica. Circa 1800 ° C è una temperatura dorata, che può garantire la densità e mantenere una piccola struttura a grana.

3. Meno impurità

Anche un po 'di impurità come ferro e calcio bloccerà la conduzione del calore come un blocco stradale. Pertanto, la purezza delle materie prime deve raggiungere oltre il 99,99%e l'ambiente di produzione deve essere il più pulito possibile.

4. Il trattamento di superficie non può essere salvato

Lucidare la superficie diSubstrato di nitruro di silicioe controlla la rugosità a livello di nanometro, in modo che la superficie di contatto termica sia più fluida e che l'efficienza di dissipazione del calore sia naturalmente migliorata. Alcune applicazioni di fascia alta saranno inoltre rivestite con pellicole metalliche per aiutare a condurre il calore.

5. Nuove idee per la modifica composita

Il recente hotspot di ricerca è quello di aggiungere nanoparticelle di carburo di silicio al nitruro di silicio o utilizzare il grafene come materiale di rinforzo. Questi metodi possono aumentare la conduttività termica di oltre il 30%, ma anche il costo è in aumento.

Prospettive future

Il laboratorio sta ora cercando di stampare 3D strutture di nitruro di silicio per ottimizzare il percorso di conduzione del calore controllando con precisione la distribuzione dei fori. Forse tra qualche anno, saremo in grado di utilizzare una nuova generazione di substrati con conducibilità termica raddoppiata!

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