Produktbeskrivelse

Diamant/siliciumcarbid (SiC), også kendt som siliciumcarbidkeramik, carburo de silicio eller Siliziumcarbid, kompositsubstrater er højtydende, avancerede materialer til elektronisk emballering og termisk styring. De er ikke et enkelt materiale, men en kompositstruktur, der typisk dannes ved at afsætte en polykrystallinsk diamantfilm af høj-kvalitet på et enkelt-krystal- eller polykrystallinsk siliciumcarbidsubstrat via metoder som Chemical Vapor Deposition (CVD). Dette design kombinerer på genial vis fordelene ved to halvledermaterialer med ultra-bredt båndgab: siliciumcarbids fremragende halvlederegenskaber og mekaniske styrke (almindelig i sintret siliciumcarbid eller reaktionsbundet siliciumcarbid fra leverandører som CoorsTek, Morgan Advanced Ceramics eller Saint Gobain the Unparmalics the{6}) ledningsevne af diamant. Derfor betragtes det som den ideelle integrerede "varmeaflednings-bærer"-løsning til næste-generations elektroniske enheder med høj-effekt, høj-frekvens og høj-temperatur, med det formål at løse problemet med "termisk flaskehals" forårsaget af stigningen i chipeffekttæthed. For dem, der leder efter, hvor man kan købe siliciumcarbid eller sic-plader som basismateriale, findes der adskillige siliciumcarbidproducenter og -leverandører globalt.

Diamond/Silicon Carbide Composite Substrates

Vigtigste præstationskarakteristika

Ekstrem termisk styringsydelse: Dens mest fremtrædende egenskab er dens ekstremt høje varmeledningsevne. Diamantlagets varmeledningsevne kan nå op på 1000-2000 W/(m·K), hvilket er 4-5 gange kobbers. Dette giver mulighed for hurtig lateral spredning og udvinding af varme genereret af spåner, hvilket reducerer hotspot-temperaturerne betydeligt, og udkonkurrerer traditionelle materialer som siliciumcarbid-varmeelementer eller aluminiumoxid.
Fremragende termisk udvidelsesmatch: Termisk udvidelseskoefficient (CTE) for siliciumcarbid er relativt tæt på diamant- og tredjegenerationshalvledermaterialer (f.eks. GaN, Ga₂O₃). Denne matchning kan reducere termisk stress i enheder betydeligt under høje-temperaturcykler, hvilket forbedrer emballagens pålidelighed og levetid, en vigtig fordel i forhold til anden teknisk keramik.
Høj elektrisk isolering: Både diamant og SiC er gode isolatorer. Kompositsubstratet har en høj nedbrydningsfeltstyrke, hvilket gør det velegnet til højspændingsapplikationer, svarende til keramiske siliciumcarbidplader, der bruges i mekaniske tætninger eller som beskyttelsesrør.
Høj mekanisk styrke og hårdhed: Begge materialer udviser hårdhed og Youngs modul (sammenlignelig med B4C-keramik), hvilket resulterer i et mekanisk stabilt underlag, der er slid- og korrosionsbestandigt-, velegnet til krævende siliciumcarbidbearbejdning i komponenter som bøsninger, dyser eller lejer.
Gode overfladeegenskaber: Den polerede substratoverflade kan opnå glathed på atomare-niveau, velegnet til direkte epitaksial vækst af høj-kvalitets halvlederfunktionelle lag som GaN, hvilket er afgørende for epitaksi- og CVD-belægningsprocesser.

Nøgle tekniske parametre

Termisk ledningsevne: Den samlede termiske ledningsevne af kompositsubstratet varierer typisk mellem 600-1500 W/(m·K), afhængigt af kvaliteten og tykkelsen af diamantlaget, og overgår den for standard sintret SiC eller omkrystalliseret siliciumcarbid.

Koefficient for termisk ekspansion (CTE): Inden for intervallet 4-5 × 10⁻⁶ /K, hvilket passer godt med GaN (~5,6 × 10⁻⁶ /K).

Isoleringsydelse: Resistivitet større end 10¹⁰ Ω·cm, med en nedbrydningsfeltstyrke på mere end 10 MV/cm.

Typiske dimensioner og former: I øjeblikket almindeligvis tilgængelig som wafers (sic sheets), blokke eller kan tilpasses til rør, stænger eller komplekse dele. Diametre på 2-tommer, 3-tommer eller 4-tommer er standard, med tykkelse, der kan tilpasses til flere hundrede mikrometer.

Interfacekvalitet: Grænsefladens termiske modstand mellem diamant og siliciumcarbid er en kritisk parameter. Avancerede fremstillingsteknikker kan reducere det til meget lave niveauer (<20 m²·K/GW).

ceramicstimes performance parameter

Primære applikationer

Dette substrat bruges primært i områder med ekstremt krævende krav til varmeafledning og pålidelighed, og strækker sig ud over de traditionelle anvendelser af siliciumcarbid i ildfaste materialer, slibemidler eller digler:

Høj-mikrobølge-/RF-enheder: Bruges i galliumnitrid-transistorer med høj elektronmobilitet (GaN HEMT'er) til 4G/5G/6G-kommunikationsbasestationer. Den fremragende termiske styring forbedrer enhedens udgangseffekt, effektivitet og linearitet.
Høj-Power-Density Power Electronic Devices: Velegnet til høj-omformere, invertere i elektriske køretøjer, jernbanetransport og smart grids. Kan øge effekttætheden og driftsforbindelsestemperaturen for enheder som IGBT'er, SiC MOSFET'er og GaN HEMT'er.
Laserdioder og LED'er: Bruges som varmespredere/undermonteringer til laserdiodestænger med høj-lysstyrke og UV-LED'er, hvilket effektivt forhindrer effektivitetsfald og bølgelængdeforskydning forårsaget af temperaturstigning.
Luftfarts- og forsvarselektronik: Anvendes i fasede array-radar-T/R-moduler, elektroniske krigsførelsessystemer og andet udstyr, der kræver stabil drift i høje omgivende temperaturer.
Cutting-Edge Technology Fields: Fungerer som et substrat for sensorer og detektorer, der arbejder under ekstreme forhold, eller til nye felter som kvanteteknologi. Den finder også nicheanvendelser i siliciumcarbid keramisk belægning til ekstreme miljøer.

kvalitetskontrol

I nøje overholdelse af ISO 9001 kvalitetsstyringssystemet implementerer vi fuld-proceskvalitetskontrol for at sikre ensartet levering af høj-kvalitetsprodukter:

• 100 % inspektion af råvarer, der garanterer kvalitet fra kilden
• Udnyttelse af avancerede hot-pressende produktionslinjer til stabile og pålidelige processer
• Et omfattende internt-testsystem, der dækker tæthed, hårdhed og mikrostrukturanalyse
• Tilgængelighed af autoritative- tredjepartscertificeringer (herunder SGS, CE, ROHS osv., leveres efter anmodning)

Vi er fortsat forpligtet til løbende at forbedre vores ledelsessystem, hvilket giver kunderne en ensartet og pålidelig produktsikkerhed.

product-1555-848