Бүтээгдэхүүний дэлгэрэнгүй 1. Алюминий нитридын (AlN) үзэл бүтэц
1.1 Тодорхойлолт ба үүсэл
Алюминий нитрид (AlN) нь өндөр үзүүлэлттэй хөгжилдүү бүтээдүү ба функциональ шамотын материал . Түүнийг өндөр цэвэр алюминийн төмөрлөг ба азотын хийг өндөр температурт урвалд оруулан усах замаар хиймэл замаар синтезлэн гарган авдаг. Байгалийн хүдэртэй харьцуулж, AlN нь хиймэл органик биш шамот бөөрөнхий кристаллын бүтэцтэй ба хүчтэй тогтвортой, холимог хольцгүй.
Өндөр температур ба даралтад усах нөхцөлд алюминийн атом ба азотын атом нь нягт гексагональ кристаллын тор үүсгэндэ. Бүтээдүү
AlN шамот нь жигд бөөрөнхий бүтэцтэй, доторх хоосон огторгуйгүй, физик ба химийн тогтвортой бүтэцтэй. Түүнийг Үндэсний Хятад, Япон, Герман, Америкийн Нэгдсэн Улс зэрэг улсанд өндөр түвшний үйлдвэрлэл ба хагас дамжуулагчийн салбарт үйлдвэрлэн хэрэглэдэг.
1.2 Ангилал ба чанарын стандартууд
Усах технологи ба цэвэршилт хувьд алюминий нитридын шамотыг гол төлөөр нь хоёр ангилалд хувааж болдог: дараа даралтад усах AlN ба даралтгүй усах AlN .
Халуун даралтад шахаж хийсэн AlN нь өндөр температур ба өндөр даралтанд бүтэн хэлбэрт оруулж хийдэг, нөгөө талаас нь илүү нягт, илүү дулаан дамжуулалт ба илүү сайн агаарын герметик чанартай , ултрапрецизион ба өндөр түвшний цахилгаан схемийн деталд хэрэглэдэг. Даралтгүй шахаж хийсэн AlN-д нягтжүүлэх зориулалттай хүчтэр мөчирт шахаж хийсэн тусламжч бодис нэмдэг, нарийн нарийн хэлбэрт ба том хэмжээтүүдийн хүсэлтүүдийг хангаж , индустриал масс үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэдэг.
Өндөр ангины AlN материалын гүн цэвэрлэлтийн хүрд нь хүчилтөрүүд ба металлын үлдэгдлийг бүүр багасгаж, цахилгаан схемийн анги ба вакуум ултрапрецизион цэвэрлэлтийн стандартыг хангаж . Алдартай нийтлэг үзүүлэлтүүд ба тогтвортой партийн нягт хармони хамт, AlN нь постепенно алуминий оксид ба борон нитрид керамикасыг орлоод, өндөр температурт цахилгаан хурдхага ба дулаан удирдлагын гол материал болой.
2. AlN керамик тавааны үндсэн бүтээдүүд
2.1 Гайхалтай дулаан үзүүлэлт
AlN-ийн таваа дэлхийн хамгийн өндөр дулаан дамжуулалттай , түүнд харьцуулж алюминий оксид, цирконий оксид зэрэг нүүрсний таваануудын дулаан дамжуулалт бүрэн хойно үлдмүүр. Түүн дээр нэдүүр ба хурдан дулаан дамжуулалт бүх халах үед хангагдмүүр, ийнхүү тусгай газрын хэт халалт, сорилтын хэсгийн шарлалт эсвэл бүтцэнд хохирол үүсэхийг саатгаж, туршилтын материалын дулааны шоккод үлдмүүр.
Өндөр чанарын AlN-ийн тавааны хамгийн их дулаан дамжуулалт 320 Вт/м·К , ийнхүү үр дүнтэй ба хурдан дулааны салхилуулалт, температур тэнцвэрт бүхлэд хангагдмүүр. Харин түүн дээр дулааны өргөтнөлт коэффициент 4.5×10⁻⁶/°C , яг силикон, галлий арсенид зэрэг уламжлалт дулааны хамгийн түгээмүүр хагас дамжуулагч материалтай нийцмүүр. Нийцмүүр дулааны үзүүлэлт нь хурдан халах ба хөхрүүлэх циклүүд үед дулааны хүчлүүрійг хүчтэй бууруулж, бүтцэнд тогтвортой байдлыг хангагдмүүр.
2.2 Давампилсаг механик хүч болон туршилтын төвд
AlN-ийн төмөрхүүц керамик таваа отлично механик хатуу бүтэц ба нугаламуу төвд , нугаламуу хүч нь өндөр 350 МPа . Тэр үл хувиршгүй механик ажиллах чадварыг хадгалад, экстрем өндөр температур, вакуум ба өндөр даралтад ажиллах нөхцөлд деформаци, трещин ба дүүрэлт үүсэхийг саатуулд.
Хүлээн авах газрын уламжит сүүдлүүдтэй харьцуулж, түүний давампилсаг бүтэц хүч нь өндөр хүч, өндөр хатуу бүтэцтэй үйлдвэрлэлийн хэрэглээд тохируулд. Мөн түүнд дүүрэлт төвд ба хагарал төвд онцгой сайн шинж чанар байдаг, тавааны үйлдлийн хугацаа уртасгад, урт хугацааны давтамуу өндөр температурт ажиллах нөхцөлд, мөн үйлдвэрлэлийн тасралтгүй үйлдлийн хатуу туршилтын шаардлагад хариу өгд.
2.3 Онцгой химийн тогтвортой бүтэц
AlN-ийн керамик ультра-тогтвортой химийн инертность өндөр температурт Al, Fe, Cu гэх мэт хамгийн түгээмүүн металлууд, а також полупроводник материал, оптик шил ба бусад неорганик материалтай хоцрогдогүй. Химийн тунадас үүсгэхгүй, хурц нүүрсний уусмал үүсгэхгүй, ийнхүү жинсний давхар бохирдлыг бүрмөсөн саатуулан хайлан ба шахаж хийлтүүн бүтээдүүдийн өндөр цэвэршилтийг хангуй.
Материал нь ихэнх хуучин хүчил ба сульфидын коррозионд төвөгтүүн (гидрофторхүчлийн исключением), а також олон төрлийн органик уусгагчид ба химийн реагентүүдтэй хувьд онцгой тогтвортой. Түүнчлэн AlN-ийн таваа сүлдгүй ба руждүүн чанарыг бүрмөсөн гадаад сүлднүүрт ба хүйтэн орчинд нөлөөлөхгүй, нарийн туршилтын ба үйлдвэрлэлийн нарийн нөхцөлд тогтвортой ажиллах чадварыг хангуй.
2.4 Онцгой цахилгааны изоляцион чанар
Онцгой чанартай изоляцион керамика материал болой AlN-ийн онцгой өндөр дотоодын бүүрхүүний бүүрхүүн чанар ба хамгийн бага диэлектрик алдагдал түүн дээр урт хугацааны өндөр температур, өндөр хүчдэл болон вакуум орчинд тогтвортой бөгсөн цахилгаан изоляционы үзүүлэлтүүдийг хадгалах боломжтой.
Түүн дээр цахилгаан халалт туршилтууд ба хагасдамжуулагчдын боловсруулалт үед цахилгаан гуталт, богино холболт, цахилгаан соронзон саад үүсэхийг үр дүнтэй саатгаж, силицийн карбид зэрэг дамжуулагч керамик материалын хувьд ийнхүү хийгдэхгүй. Түүн дээр үл дамжуулагч чанарын хатуу шаардлагатай өндөр нарийн цахилгаан төхөөрөмжүүд ба өндөр хүчдэлт дулааны боловсруулалтын нөхцөлд бүрэн ашиглагдах боломжтой.
2.5 Онцгой өндөр температурт төдийлөн төвөгтүүшгүй байдлын чадвар
AlN-ийн таваа онцгой өндөр температурт төвөгтүүшгүй байдлын чадвар ба бүтцэн тогтвортой байдлын чадварыг харуулж, түүний урт хугацааны тогтвортой ажиллах температур нь 1800°C-аас дээш вакуум эсвэл инерт атмосфер (азот, аргон орчин) дотор.
Энэ нь бүтцийн бүрэн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, хэт өндөр температурын орчинд, уян хатан, хэлбэлзэл, гүйцэтгэлийн сулрахгүйгээр тогтвортой физик, химийн шинж чанарыг хадгалах боломжтой. Энэ нь үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл, лабораторийн шинжлэх ухааны судалгааны өндөр температурын шингэн, металлын ургамал, материалын синтез, өндөр температурын шингэн хийх процессын шаардлагыг бүрэн хангадаг.
4. Гол хэрэглээний талбар
4.1 Хоёр дамжуулагчийн үйлдвэр
Дараахь зүйлд өргөн ашигладаг өндөр температурын утаа, эпитаксийн өсөлт, ион шингээлт, угаах эмчилгээ силици, галлий арсенид, силицийн карбидыг багтаасан үндсэн хагас дамжуулагчийн материалын. AlN-ийн цөлөгний өндөр цэвэрлэгээтэй, бохирдлын шинж чанар нь бодитоор бохирдолны допингг зайлсхийж, хагас дамжуулагч шил, чипүүдийн өндөр цэвэрлэгээ, цахилгаан гүйцэтгэлийн тогтвортой байдлыг хангадаг.
4.2 Цахилгаан керамикийн үйлдвэр
Үндсэн электрон бүрэлдэхүүний өндөр температурын сэнтерлэх процесст хэрэглэгддэг: олон давхарт керамик конденсатор (MLCC) ба чип индукторууд. Түүний өндөр дулаан дамжуулалт ба гайхалтай хоолойн тусгаарлалт нь электрон бүрдэлдүүрүүдийн шахалтын нэдүүлэлтийг сонгомжлүүр, бүтээгдэхүүний гарц-хувьд нь дээшлүүр, мөн бүтээгдсэн электрон төхөөрөмжүүдийн дулаан салхилуулалт ба тусгаарлалтын надёжностыг сайжруулур.
4.3 Шинжилгээний судалгаа ба өндөр температурт материал синтез
Их сургуулиуд ба судалгааны институтуудад үлдээж ашигладаг өндөр температурт талст төлөвт урвалын туршилтууд, металл ба хайлшын вакуумд хайлан хайлуулалт, наноматериалуудын өндөр температурт бэлдмүүр . Түүн дээр олон төрлийн өндөр нарийн төвөгтэй ба өндөр цэвэрлэгтүүр туршилтын нөхцөлд адаптаци хийнхүүр, шинэ материал судалгаа ба хөгжүүлэлтдүүр тогтвортой ба надёжностой савны нөхцөлүүдийг үзүүрлүүр.
4.4 LED ба хүчдэл электроникийн салбар
LED чип суурин материалын өндөр температурт дулааны боловсруулалтд Ашигладаг бүхэлдүүр хүчний хагас дамжуулагч модульд хэрэглэдэг керамик дэд-хавтгайнуудын үйлдвэрлэл, бүхэлдүүр хүчний электрон төхөөрөмжүүдийн дулаан салхилуулалтын хүндрэлтийг шийдэж, төхөөрөмжүүдийн ажиллах температурыг бууруулж, хүчний электроник ба оптоэлектроник бүтээдүүдийн үйлчилгээний хугацааг уртасгаж.
5. Үйлчилгээ ба техникийн дэмжлэл
5.1 Тусламжийн индивидуалчилсан үйлдвэрлэл
Дэмжлэх хэмжээ, хэлбэр зохиомж ба нарийн бүтээлч үйлдвэрлэл харилцагчдын бодит төхөөрөмжийн хэмжээ, туршилтын технологи ба үйлдвэрлэлийн шаардланаар, цилиндрик, дөрвөлжин, онгоц хэлбэрт, хаалттайд, онцгой хэлбэрт AlN таваанууд.
5.2 Хатуу чанарын баталгаажуулалт
Бүх бүтээдүүд нь хатуу анхны материал сонгох, шүүрүүлэх процессийн хяналт ба бүтээдүүдийн шүүлгийн хатуу хяналтад орж, бүтэн материалын баталгаажуулалт ба ажиллах чанарын шүүлгийн тайлан нийт партийн тогтвортой чанарыг хангаж, үйлдвэрлэлийн ба хагас дамжуулагчийн ангилалд тохируулж.
5.3 Мэргэжлийн дараа-үйлчилгээний дэмжлэл
Нэг цагт үйлчилнэ тусгай техникийн зөвлөгөө, технологийн зааварлал ба бүх циклд хамрах дараах үйлчилгээ , худалдан авах, ашиглах ба үндсэн засварлах үед үүсэх худалдан авагчдын асуудлыг цаг тухайд нь шийдвэрлэнэ.
6. АлN-ийн цагаан хөрвүүлүүрүүдийн үйлдвэрлэлийн хөгжлийн хүлээлт
Дэлхийн цахим үйлдвэрлэл тасралтгүй багасгаж, их хүчдлийн нягт ба өндөр үр дүнтэй . Хүчдлийн хөрвүүлүүрүүдийн хувьд алюминий оксид зэрэг уламжлалт цагаан хөрвүүлүүрүүд нь дараагийн үеийн өндөр хүчдлийн, өндөр давтамжийн цахим төхөөрөмжүүдийн хатуу шаардлагатай дулааны салхилуур ба изоляцийн шаардлагыг илүү цаг тухайд нь хангаж чадахгүй. Дулааны дамжуулалт үл мөрдөм ба гайхмаар цахим изоляци гэсэн хоёр давуу талыг нь хослуулан үл мөрдөм дулааны дамжуулалт ба гайхмаар цахим изоляци , алюминий нитрид (AlN) үйлдвэрлэлийн саадыг тайлах гол түлхүүр материал болой.
Хүчний электроникт AlN-ийн төрөлхүүд нь өсөнхөөршгүй болж, өндөр хүчтэй хагас дамжуурчийн модулийн ба LED төхөөрөмжүүдийн үндсэн дэд суурин ба дулаан сорбцон материал болой бүүр. Түүний үр дүнтэй дулаан сорбцон чадвар нь өндөр хүчтэй электроник төхөөрөмжүүдийн ажиллах тогтвортой байдлыг ба үйлдлийн хугацааг улам бүүр сайжруулж, улам бүүр традициональ материалаас давамгайлах бүүр. Агаарын хөлөг онгоцны ба цагаан зүүн индустрийн салбаруудад AlN-ийн хэт хүчтэй орчинд тогтвортой байдал нь РФ микролинз компонентүүд ба авиацийн системүүдэд өргөн хэрэглэгдэж бүүр .
EN
