సిలికాన్ నైట్రైడ్ సెరామిక్స్ యొక్క ప్రాక్టికల్ మరియు థియరిటికల్ థర్మల్ కండక్టివిటీ మధ్య అంతరానికి కారణాలు

సిలికాన్ నైట్రైడ్ (Si₃N₄) అనేది 320 W/(m·K) చుట్టూ ఉన్న అంతర్గత ఉష్ణ వాహకతతో కూడిన నిర్మాణాత్మక సిరామిక్ పదార్థం, ఇది అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు అత్యుత్తమ యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద దాని అత్యుత్తమ స్థిరత్వానికి ధన్యవాదాలు, Si₃N₄ ఆధునిక సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం విస్తృతంగా స్వీకరించబడిన సిరామిక్ సబ్‌స్ట్రేట్ ప్యాకేజింగ్ మెటీరియల్‌గా మారింది. అయినప్పటికీ, Si₃N₄ యొక్క ఆచరణాత్మక ఉష్ణ వాహకత మరియు దాని సైద్ధాంతిక విలువ మధ్య గుర్తించదగిన వ్యత్యాసం ఉంది. ఈ పత్రం అటువంటి వైరుధ్యానికి కారణమైన ప్రాథమిక కారకాలను అన్వేషిస్తుంది.

1 లాటిస్ ఆక్సిజన్

Si₃N₄లో ఉష్ణ వాహకత ప్రధానంగా ఫోనాన్ ట్రాన్స్మిషన్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఖాళీలు, స్టాకింగ్ లోపాలు మరియు ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ మలినాలతో సహా లాటిస్ లోపాలు ఫోనాన్ స్కాటరింగ్‌ను తీవ్రతరం చేస్తాయి మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ యొక్క ఉష్ణ వాహకతను క్షీణింపజేస్తాయి.

లాటిస్ ఆక్సిజన్ Si₃N₄ ఉష్ణ వాహకతను మార్చే నిర్ణయాత్మక కారకంగా పనిచేస్తుంది. ఆక్సిజన్ పరమాణువులు Si₃N₄ లాటిస్‌లోకి చొచ్చుకుపోయిన తర్వాత, సిలికాన్ ఖాళీలు ఏర్పడతాయి, ఫోనాన్ మీన్ ఫ్రీ పాత్‌ను తీవ్రంగా తగ్గిస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా ఉష్ణ వాహకతను తగ్గిస్తుంది. Si₃N₄ యొక్క థర్మల్ పనితీరును పెంచడానికి, సింటరింగ్ యాక్టివిటీని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ముడి పౌడర్‌లలో ఆక్సిజన్ కంటెంట్‌ను తగ్గించాలి, అయితే అదనపు ఆక్సిజన్ కాలుష్యాన్ని నిరోధించడానికి ఫైన్ స్టార్టింగ్ పార్టికల్ సైజులు అలాగే ఉంచబడతాయి.

కోసం సంప్రదాయ సింటరింగ్ సంకలనాలుSi₃N₄లాటిస్ ఆక్సిజన్ యొక్క మరొక ప్రధాన మూలం. ఈ సంకలనాలు ద్రవ దశలో సాధారణంగా 1 W/(m·K) కంటే తక్కువ ఉష్ణ వాహకతతో ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ ద్వితీయ దశలను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది Si₃N₄ యొక్క భారీ ఉష్ణ వాహకతను దెబ్బతీస్తుంది. అరుదైన-ఎర్త్ ఆక్సైడ్ సింటరింగ్ సంకలితాలను స్వీకరించడం వలన అరుదైన-భూమి మూలకాల యొక్క అయానిక్ వ్యాసార్థం తగ్గుతున్నందున లాటిస్ ఆక్సిజన్ కంటెంట్ తగ్గుతుందని ఇప్పటికే ఉన్న పరిశోధన నిర్ధారిస్తుంది. పూర్తి సాంద్రత మరియు కావాల్సిన ధాన్యం పరిమాణాన్ని భద్రపరిచేటప్పుడు Si₃N₄ సిరామిక్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ల ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గించడానికి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత సింటరింగ్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.

ఇంకా, కార్బన్ పౌడర్‌ను తగ్గించడం యొక్క ఆధునిక జోడింపు ద్వితీయ దశ నిర్మాణాన్ని అణిచివేస్తుంది మరియు జాలక స్వచ్ఛతను మెరుగుపరుస్తుంది; ఎలివేటెడ్ థర్మల్ కండక్టివిటీని సాధించడానికి అధిక ఉచిత కార్బన్‌ను నివారించాలి.

2 సిలికాన్ నైట్రైడ్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం

సిలికాన్ నైట్రైడ్ 140.68 పరమాణు బరువుతో బలమైన సమయోజనీయ సమ్మేళనం. దాని ప్రబలంగా ఉన్న రెండు పాలిమార్ఫ్‌లు, α‑Si₃N₄ మరియు β‑Si₃N₄, రెండూ షట్కోణ క్రిస్టల్ వ్యవస్థకు చెందినవి. Si₃N₄ సిరామిక్స్ సాధారణంగా 1800 °C కంటే ఎక్కువ సిన్టర్ చేయబడినందున, β‑Si₃N₄ వాణిజ్యపరంగా లభించే Si₃N₄ భాగాలలో ప్రధానమైన స్ఫటికాకార దశను ఏర్పరుస్తుంది.

(1) β‑Si₃N₄ ధాన్యం వృద్ధికి డ్రైవింగ్ ఫోర్స్

α‑to‑β దశ పరివర్తన సమయంలో మిగిలి ఉన్న అవశేష రూపాంతరం చెందని α‑Si₃N₄ ఉష్ణ వాహకతపై ఉచ్ఛారణ ప్రతికూల ప్రభావాన్ని విధిస్తుంది. అందువల్ల, మెరుగైన ఉష్ణ వాహకత కోసం β‑Si₃N₄ యొక్క న్యూక్లియేషన్ మరియు ధాన్యం వృద్ధిని సులభతరం చేయడానికి α‑Si₃N₄ నుండి β‑Si₃N₄కి పూర్తి దశ రూపాంతరం అవసరం.

(2) పెరిగిన β‑Si₃N₄ ధాన్యాల స్వరూపం

పెరుగుతున్న β‑Si₃N₄ ధాన్యం పరిమాణంతో ఉష్ణ వాహకత గణనీయంగా పెరుగుతుంది మరియు పొడిగించిన ఎనియలింగ్ వ్యవధి ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని మరింత పెంచుతుంది. అయినప్పటికీ, ధాన్యాలు ఒక క్లిష్టమైన కోణాన్ని దాటి పెరిగిన తర్వాత, అదనపు ధాన్యం ముతక థర్మల్ పనితీరుకు అతితక్కువ మెరుగుదలను తెస్తుంది.

3 సాపేక్ష సాంద్రత

సాపేక్ష సాంద్రత Si₃N₄ ఉష్ణ వాహకతపై ప్రముఖ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అధిక సచ్ఛిద్రత స్పష్టంగా ఉష్ణ వాహకత క్షీణతకు దారితీస్తుంది. సాధారణంగా, అధిక-ఉష్ణ-వాహకత Si₃N₄ సిరామిక్‌లు అధిక సాంద్రత మరియు ఉష్ణ వ్యాప్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు అరుదైన-ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లు పూర్తిగా దట్టమైన సిలికాన్ నైట్రైడ్ తయారీని సులభతరం చేస్తాయి. సిలికాన్ నైట్రైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క డెన్సిఫికేషన్‌ను గ్రహించడానికి లిక్విడ్-ఫేజ్ సింటరింగ్ తప్పనిసరి మరియు Si₃N₄ యొక్క తుది సాంద్రత వివిధ సింటరింగ్ పారామితులు మరియు ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులలో మారుతూ ఉంటుంది. ఈ కారణంగా, అధిక-ఉష్ణ-వాహకత Si₃N₄ సిరామిక్స్ తయారీకి తగిన సింటరింగ్ పద్ధతులను ఎంచుకోవడం చాలా కీలకం.

సెమికోరెక్స్ అధిక నాణ్యతను అందిస్తుందిsఇలికాన్ నైట్రైడ్ ప్లేట్sథర్మల్ ఆక్సీకరణ ప్రక్రియల కోసం. మీకు ఏవైనా విచారణలు ఉంటే లేదా అదనపు వివరాలు కావాలంటే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి.

ఫోన్ # +86-13567891907 సంప్రదించండి

ఇమెయిల్: sales@semicorex.com