Siliziumnitrid-Substrat

Das Siliziumnitrid-Substrat von UNIPRETEC besteht aus Si3N4-Keramik. Um die Umweltverschmutzung zu reduzieren und eine grüne Wirtschaft zu schaffen, wird die effiziente Nutzung von Elektrizität immer wichtiger, was auch höhere Anforderungen an Wärmeableitungssubstrate in elektronischen Geräten stellt. Die Nachteile traditioneller Keramiksubstrate wie AlN, Al2O3 und BeO, die zunehmend in den Vordergrund treten, wie niedrigere theoretische Wärmeleitfähigkeit und schlechte mechanische Eigenschaften, haben ihre Entwicklung ernsthaft behindert. Im Vergleich zu herkömmlichen keramischen Substratmaterialien hat sich Siliziumnitrid-Keramik aufgrund ihrer hervorragenden theoretischen Wärmeleitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften allmählich zum neuen fortschrittlichen Wärmeableitungsmaterial für elektronische Geräte entwickelt.

Die tatsächliche Wärmeleitfähigkeit von Si3N4-Platten ist jedoch weit niedriger als die theoretische Wärmeleitfähigkeit, und einige hochwärmeleitende Siliziumnitrid-Keramiksubstrate (GG gt; 150 W/m·K) befinden sich noch im Laborstadium. Zu den Faktoren, die die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumnitridkeramiken beeinflussen, gehören Gittersauerstoff, Kristallphase und Korngrenzen. Außerdem können die Kristalltyptransformation und die Kristallachsenorientierung auch die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumnitrid bis zu einem gewissen Grad beeinflussen. Die Massenproduktion von Si3N4-Keramiksubstraten ist ebenfalls ein großes Problem.

Technisches Datenblatt

∆ Die oben genannten Daten dienen nur zu Referenz- und Vergleichszwecken. Die genauen Daten variieren je nach Herstellungsverfahren und Teilekonfiguration.

Um diese Probleme zu lösen, hat sich UNIPRETEC der kontinuierlichen Optimierung der entsprechenden Herstellungsverfahren verschrieben, und auch die tatsächliche Wärmeleitfähigkeit von Siliziumnitridplatten wird kontinuierlich verbessert. Um den Sauerstoffgehalt des Gitters zu reduzieren, muss zunächst der Sauerstoffgehalt bei der Auswahl der Rohstoffe reduziert werden. Als Ausgangsmaterial kann einerseits Si-Pulver mit relativ geringem Sauerstoffgehalt verwendet werden. Drittens kann durch die Wahl geeigneter Sinterhilfsmittel auch die Wärmeleitfähigkeit durch Verringerung des Sauerstoffgehalts erhöht werden. Außerdem kann durch Zugabe von Impfkristallen und Erhöhen der Sintertemperatur, um die Kristallformumwandlung zu fördern, und durch Anlegen eines Magnetfelds, um die Körner gerichtet wachsen zu lassen, die Wärmeleitfähigkeit bis zu einem gewissen Grad verbessert werden. Um den Größenanforderungen von elektronischen Geräten gerecht zu werden, verwendet UNIPRETEC ein Bandgussverfahren zur Herstellung von Siliziumnitridplatten, Wafern und Substraten.

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