Depois de entrar na era da informação inteligente, os dispositivos semicondutores ocuparam rapidamente nossas vidas. Como o calor gerado pela peça de trabalho é um fator chave que causa a falha dos dispositivos semicondutores, para evitar muitos problemas causados pela falha do dispositivo e garantir sua operação eficaz e segura a longo prazo, é necessário estar equipado com um dissipador de calor eficiente. sistema.
Atualmente, no trabalho da indústria para "dissipação de calor", a substituição do novo substrato cerâmico é uma parte muito importante. Excelente resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, alta condutividade térmica, alta resistência mecânica, coeficiente de expansão térmica combinado com o chip e características difíceis de deteriorar tornam o substrato cerâmico mais vantajoso que metal, plástico e outros materiais, adequado para produtos com alto calor e ambiente externo hostil, por isso é cada vez mais aceito pelo público.
O substrato cerâmico desempenha as seguintes funções em circuitos integrados semicondutores: fornecer suporte mecânico e proteção ambiental para chips e componentes eletrônicos; Fornece canais de dissipação de calor para evitar temperatura local excessiva, o que melhora a confiabilidade do dispositivo. Atualmente, os materiais de substrato cerâmico que podem atender a esses requisitos são principalmente alumina, nitreto de alumínio, óxido de berílio, nitreto de silício e assim por diante.
Entre elas, a vantagem da cerâmica de nitreto de silício é que se trata de uma cerâmica especial com excelente desempenho abrangente, com alta resistência, alta dureza, alta resistividade, boa resistência ao choque térmico, baixa perda dielétrica e baixo coeficiente de expansão, etc., todos os aspectos de o desempenho é mais equilibrado, é o melhor desempenho abrangente de materiais cerâmicos estruturais. E dispositivos eletrônicos de potência em trens de alta velocidade, veículos elétricos e outros campos frequentemente enfrentam choques, vibrações e outros ambientes mecânicos complexos, de modo que as excelentes propriedades mecânicas da cerâmica de nitreto de silício fazem com que ela tenha uma forte competitividade nos campos acima.
Quanto às propriedades térmicas, Lightfoot e Haggerty propuseram que a condutividade térmica teórica do nitreto de silício baseado na estrutura do Si3N4 está entre 200 e 300W/(m·K), portanto é razoável dizer que o nitreto de silício tem grande potencial em calor. dissipação. Porém, o ideal está completo, a realidade é a sensação óssea, o nitreto de silício em comparação com outros materiais cerâmicos, o limite de entrada é alto, não só a dificuldade técnica é grande, mas também o custo de processamento é alto, o atual silício comercial substrato de nitreto a condutividade térmica está basicamente entre 85-95W/m·K, o substrato de maior condutividade térmica ( 150W/m·K) ainda está em fase de laboratório.
Em resumo, com o desenvolvimento profundo da era da informação inteligente, a ampla aplicação de dispositivos semicondutores apresentou requisitos mais elevados para a tecnologia de dissipação de calor. Com seu excelente suporte mecânico, proteção ambiental, desempenho de dissipação de calor e desempenho abrangente, a cerâmica de nitreto de silício apresenta grande potencial e competitividade no campo de dispositivos semicondutores, especialmente em ambientes mecânicos complexos, como trens de alta velocidade e veículos elétricos, e suas vantagens são mais significativo. No entanto, a comercialização de cerâmicas de nitreto de silício não é um caminho tranquilo, e a dificuldade técnica e o alto custo de processamento tornaram-se o gargalo que restringe sua aplicação em larga escala. No entanto, os investigadores estão a fazer esforços incessantes para superar as dificuldades técnicas e melhorar a condutividade térmica das cerâmicas de nitreto de silício, a fim de alcançar soluções de dissipação de calor de maior desempenho no futuro. Temos motivos para acreditar que, com o progresso contínuo da tecnologia e a redução gradual dos custos, a cerâmica de nitreto de silício certamente brilhará no campo da dissipação de calor de dispositivos semicondutores e contribuirá com uma força importante para o desenvolvimento da era da informação inteligente.
