Producten Beschrijving
Diamant/siliciumcarbide (SiC), ook bekend als siliciumcarbide-keramiek, carburo de silicio of siliziumcarbid, composietsubstraten zijn hoogwaardige, geavanceerde materialen voor elektronische verpakkingen en thermisch beheer. Ze bestaan niet uit één enkel materiaal, maar uit een composietstructuur die doorgaans wordt gevormd door het afzetten van een polykristallijne diamantfilm van hoge kwaliteit- op een enkel- kristallijn of polykristallijn siliciumcarbidesubstraat via methoden zoals Chemical Vapour Deposition (CVD). Dit ontwerp combineert op ingenieuze wijze de voordelen van twee halfgeleidermaterialen met ultra-brede bandafstand: de uitstekende halfgeleidereigenschappen en mechanische sterkte van siliciumcarbide (gebruikelijk in gesinterd siliciumcarbide of reactiegebonden siliciumcarbide van leveranciers als CoorsTek, Morgan Advanced Ceramics of Saint Gobain Ceramics) met de ongeëvenaarde ultra-hoge thermische geleidbaarheid van diamant. Daarom wordt het beschouwd als de ideale geïntegreerde 'warmtedissipatie-drager'-oplossing voor de volgende-generatie elektronische apparaten met hoog-vermogen, hoge-frequentie en hoge- temperatuur, met als doel het oplossen van het 'thermische knelpunt'-probleem dat wordt veroorzaakt door de toename van de vermogensdichtheid van de chip. Voor degenen die zoeken waar ze siliciumcarbide- of siliciumplaten als basismateriaal kunnen kopen: er zijn wereldwijd talloze fabrikanten en leveranciers van siliciumcarbide.
Belangrijkste prestatiekenmerken
- Extreme thermische beheerprestaties: Het meest opvallende kenmerk is de extreem hoge thermische geleidbaarheid. De thermische geleidbaarheid van de diamantlaag kan 1000-2000 W/(m·K) bereiken, wat 4-5 keer zo groot is als die van koper. Dit maakt een snelle laterale verspreiding en extractie van door spanen gegenereerde warmte mogelijk, waardoor de hotspot-temperaturen aanzienlijk worden verlaagd en de prestaties worden overtroffen van traditionele materialen zoals verwarmingselementen van siliciumcarbide of aluminiumoxide.
- Uitstekende afstemming op thermische uitzetting: De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van siliciumcarbide ligt relatief dicht bij die van diamant en halfgeleidermaterialen van de derde- generatie (bijv. GaN, Ga₂O₃). Deze afstemming kan de thermische spanning in apparaten tijdens cycli bij hoge- temperaturen aanzienlijk verminderen, waardoor de betrouwbaarheid en levensduur van de verpakking worden verbeterd, een belangrijk voordeel ten opzichte van andere technische keramiek.
- Hoge elektrische isolatie: Zowel diamant als SiC zijn goede isolatoren. Het composietsubstraat heeft een hoge doorslagveldsterkte, waardoor het geschikt is voor hoogspanningstoepassingen, vergelijkbaar met keramische platen van siliciumcarbide die worden gebruikt in mechanische afdichtingen of als beschermingsbuizen.
- Hoge mechanische sterkte en hardheid: beide materialen vertonen hardheid en Young's modulus (vergelijkbaar met B4C-keramiek), wat resulteert in een mechanisch stabiel substraat dat slijtvast en corrosiebestendig is-, geschikt voor veeleisende siliciumcarbidebewerkingen in componenten zoals bussen, spuitmonden of lagers.
- Goede oppervlaktekenmerken: Het gepolijste substraatoppervlak kan gladheid op atomair-niveau bereiken, geschikt voor de directe epitaxiale groei van functionele halfgeleiderlagen van hoge-kwaliteit zoals GaN, wat van cruciaal belang is voor epitaxie- en CVD-coatingprocessen.
Belangrijkste technische parameters
Thermische geleidbaarheid: De algehele thermische geleidbaarheid van het composietsubstraat varieert doorgaans tussen 600 en 1500 W/(m·K), afhankelijk van de kwaliteit en dikte van de diamantlaag, en overtreft die van standaard gesinterd SiC of herkristalliseerd siliciumcarbide.
Thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE): Binnen het bereik van 4-5 × 10⁻⁶ /K, wat goed overeenkomt met GaN (~5,6 × 10⁻⁶ /K).
Isolatieprestaties: Weerstand groter dan 10¹⁰ Ω·cm, met een doorslagveldsterkte hoger dan 10 MV/cm.
Typische afmetingen en vormen: momenteel algemeen verkrijgbaar als wafers (sic-vellen), blokken, of kunnen worden aangepast tot buizen, staven of complexe onderdelen. Diameters van 2 inch, 3 inch of 4 inch zijn standaard, met een dikte die kan worden aangepast tot enkele honderden micrometers.
Interfacekwaliteit: De thermische grensweerstand tussen diamant en siliciumcarbide is een kritische parameter. Geavanceerde fabricagetechnieken kunnen dit tot zeer lage niveaus terugbrengen (<20 m²·K/GW).
Primaire toepassingen
Dit substraat wordt voornamelijk gebruikt in velden met extreem veeleisende eisen op het gebied van warmteafvoer en betrouwbaarheid, die verder gaan dan het traditionele gebruik van siliciumcarbide in vuurvaste materialen, schuurmiddelen of smeltkroezen:
- Hoog-microgolf-/RF-apparaten: gebruikt in Gallium Nitride High Electron Mobility Transistors (GaN HEMT's) voor 4G/5G/6G-communicatiebasisstations. Het uitstekende thermische beheer verbetert het uitgangsvermogen, de efficiëntie en de lineariteit van het apparaat.
- Elektronische apparaten met hoge-kracht-dichtheid: geschikt voor hoog-spanningsomvormers, omvormers in elektrische voertuigen, spoorvervoer en slimme netwerken. Kan de vermogensdichtheid en de operationele junctietemperatuur van apparaten zoals IGBT's, SiC MOSFET's en GaN HEMT's verhogen.
- Laserdiodes en LED's: worden gebruikt als warmteverspreiders/submounts voor laserdioden met hoge- helderheid en UV-LED's, waardoor efficiëntieverlies en golflengteverschuiving als gevolg van temperatuurstijging effectief worden voorkomen.
- Lucht- en ruimtevaart- en defensie-elektronica: gebruikt in T/R-modules met gefaseerde array-radar, systemen voor elektronische oorlogsvoering en andere apparatuur die een stabiele werking vereist bij hoge omgevingstemperaturen.
- Baanbrekende-technologievelden: dient als substraat voor sensoren en detectoren die onder extreme omstandigheden werken, of voor opkomende velden zoals kwantumtechnologie. Het vindt ook nichetoepassingen in keramische coatings van siliciumcarbide voor extreme omgevingen.
kwaliteitscontrole
In strikte naleving van het ISO 9001-kwaliteitsmanagementsysteem implementeren we volledige-proceskwaliteitscontrole om de consistente levering van producten van hoge- kwaliteit te garanderen:
• 100% controle op grondstoffen, waardoor kwaliteit vanaf de bron gegarandeerd is
• Gebruik van geavanceerde hotpress-productielijnen- voor stabiele en betrouwbare processen
• Een uitgebreid intern{0}}testsysteem voor analyse van dichtheid, hardheid en microstructuur
• Beschikbaarheid van gezaghebbende certificeringen van derden- (waaronder SGS, CE, ROHS, enz., op verzoek verstrekt)
We blijven ons inzetten voor voortdurende verbetering van ons managementsysteem, waardoor klanten consistente en betrouwbare productgaranties krijgen.
Populaire tags: diamant/siliciumcarbide composietsubstraten, diamant/siliciumcarbide composietsubstraten fabrikanten, leveranciers, fabriek
