不關注我你都不知道自己錯過了什麼！
近年來，半導體器件沿著大功率化、高頻化、整合化的方向迅猛發展。半導體器件工作產生的熱量是引起半導體器件失效的關鍵因素，而絕緣基板的導熱性是影響整體半導體器件散熱的關鍵。
此外，在電動汽車、高鐵等領域，半導體器件使用過程中往往要面臨顛簸、震動等複雜的力學環境，這對所用材料的力學可靠性提出了嚴苛的要求。氮化矽(si3n4)陶瓷是綜合性能最好的結構陶瓷材料。
一、si3n4陶瓷及其效能特點
si3n4具有３種結晶結構，分別是α相、β相和γ相。其中α相和β相是si3n4最常見的形態，均為六方結構。si3n4陶瓷具有硬度大、強度高、熱膨脹係數小、高溫蠕變小、抗氧化效能好、熱腐蝕性能好、摩擦係數小等諸多優異效能，是綜合性能最好的結構陶瓷材料。與其他陶瓷材料相比，si3n4陶瓷材料具有明顯優勢，尤其是在高溫條件下氮化矽陶瓷材料表現出的耐高溫效能、對金屬的化學惰性、超高的硬度和斷裂韌性等力學效能。
三種陶瓷基板材料物理力學效能對比
從表中可以看出，si3n4陶瓷的抗彎強度、斷裂韌性都可達到aln的２倍以上，特別是在材料可靠性上，si3n4陶瓷具有其他二者無法比擬的優勢。
二、高導熱氮化矽陶瓷材料的研究進展
1、原料粉體的影響
原料粉體是影響陶瓷物理、力學效能的關鍵因素，特別是對於高導熱氮化矽陶瓷，原料粉體的純度、粒度、物相會對氮化矽的熱導率、力學效能產生重要影響。由於氮化矽的傳熱機制為聲子傳熱，當晶格完整無缺陷時，聲子的平均自由程越大，熱導率越高，而晶格中的氧往往伴隨著空位、位錯等結構缺陷，顯著地降低了聲子的平均自由程，導致熱導率降低。
因此降低晶格氧含量是提高氮化矽熱導率的關鍵，而控制原料粉體中的氧含量則是降低晶格氧含量的有效手段。在高導熱氮化矽陶瓷的製備過程中，初始原料粉體分為矽粉體系和氮化矽粉體系。其中，以矽粉作為原料粉體最大的優勢是矽粉純度高，往往達到99.99％以上，粉體顆粒表面氧含量極低，這是氮化矽原料粉很難達到的。
2、燒結助劑的影響
氮化矽屬於強共價鍵化合物，依靠固相擴散很難燒結緻密，必需新增燒結助劑，如mgo、al2o3、cao和稀土氧化物等，在燒結過程，新增的燒結助劑中可以與氮化矽粉體表面的原生氧化物發生反應，形成低熔點的共晶熔液，利用液相燒結機理實現緻密化。
然而，燒結助劑所形成的晶界相自身的熱導率較低，對氮化矽陶瓷熱導率具有不利影響，如氮化矽陶瓷常用的al2o3燒結助劑，在高溫下會與氮化矽和其表面氧化物形成sialon固溶體，造成晶界附近的晶格發生畸變，對聲子傳熱產生阻礙，從而大幅度降低氮化矽陶瓷的熱導率。因此選用適合的燒結助劑，制定合理的配方體系是提公升氮化矽熱導率的關鍵途徑。
氧化物類燒結助劑是氮化矽陶瓷最常用的燒結助劑體系，最常見的為金屬氧化物和稀土氧化物的組合。研究表明，氮化矽陶瓷的熱導率隨著燒結助劑稀土元素陽離子半徑的增大有減小的趨勢；與新增mgo助燒結相比，新增cao助燒結不利於氮化矽柱狀晶的生長，熱導率及強度普遍較低，但硬度較高。事實上y2o3－mgo體系的燒結助劑是高導熱氮化矽材料應用比較廣泛的燒結助劑體系。
3、非氧化物燒結助劑
除常用的氧化物燒結助劑以外，近年來，製備氮化矽陶瓷，特別是高導熱氮化矽陶瓷的乙個研究熱點是對於非氧化物燒結助劑的研究。
非氧化物燒結助劑的優勢在於可以減少額外引入的氧，這對於淨化氮化矽晶格，減少晶界玻璃相，提高熱導率及高溫力學效能具有重要意義。
研究表明，稀土離子半徑越小，越有利於燒結。測試結果表明，新增稀土氯化物燒結助劑的氮化矽陶瓷具有優良的機械效能和良好的導熱性能，如採用lacl3－la2o3－mgo復合燒結助劑的氮化矽陶瓷熱導率可達78ｗ·ｍ-１·ｋ-１，抗彎強度可達1011mpa。
除稀土氧化物被稀土非氧化物替代作為燒結助劑的研究外，還有一些研究採用mg的非氧化物替代mgo作為燒結助劑，以達到降低晶格氧含量，提高熱導率的目的。
總之，非氧化物燒結助劑的使用可以降低氮化矽晶格氧，達到淨化晶格，提高熱導率的目的。然而非氧化物燒結助劑也存在著原料難得，成本較高，燒結難度大、條件高等問題。因此目前非氧化物燒結助劑在高導熱氮化矽材料批量化製備方面還沒有廣泛的應用。
部分資料**於 鄭彧《高導熱氮化矽陶瓷基板材料研究現狀》等
一文看EMC防護器件之TVS
電壓及電流的瞬態干擾是造成電子電路及裝置損壞的主要原因，常給人們帶來無法估量的損失。這些干擾通常來自於電力裝置的起停操作 交流電網的不穩定 雷電干擾及靜電放電等,瞬態干擾幾乎無處不在 無時不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護器件tvs的出現使瞬態干擾得到了有效抑制。tvs transi...
技術分享 一文了解高併發限流演算法
作為熱點頻出的電商系統，經常遇到高併發，熱點秒殺的場景。我們在開發設計高併發海量業務請求的系統時，通常利用三板斧 快取 降級和限流來保障系統穩定性。快取 使業務資料更靠近資料的使用者，提公升程式訪問資料速度和增大系統qps容量。降級 當系統容量達到一定健康閾值時根據當前業務情況及流量對一些服務和頁面...
一文搞懂集群 負載均衡 分布式 高可用
集群 負載均衡 分布式 高可用 這幾個概念都是針對服務部署的，服務的考量標準一般是這幾個方面 安全 高可用 易伸縮 可擴充套件 集群的概念是和單台伺服器相對應的，簡單來說集群就是部署多台伺服器協同完成一項工作。解決大型 訪問量大，併發量高，海量資料的問題。集群可以分為 負載均衡集群 分布式集群等 區...