Диэлектрическая проницаемость керамики из нитрида кремния

---

Керамика из нитрида кремния, как высокоэффективный структурный керамический материал, играют ключевую роль в области электроники, связи, аэрокосмической промышленности и энергетики благодаря своим уникальным диэлектрическим свойствам. В данной статье представлена исчерпывающая техническая информация для покупателей со всего мира, в которой с профессиональной точки зрения анализируются характеристики диэлектрической проницаемости, преимущества продукта, сценарии применения и критерии выбора керамики из нитрида кремния.

Основные характеристики диэлектрической проницаемости керамики из нитрида кремния

1. Определение и числовой диапазон диэлектрической проницаемости
   Диэлектрическая проницаемость (ε) — это физический параметр, который измеряет способность материала накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость керамики из нитрида кремния обычно находится в диапазоне 7,5–8,5 (частота 1 МГц, условия комнатной температуры), а на конкретное значение влияют следующие факторы:
   -Чистота материала: нитрид кремния высокой чистоты (Si ∝ N ₄) имеет более стабильную диэлектрическую проницаемость.
   -Микроструктура: состав кристаллической фазы (соотношение α – Si ∝ N ₄ к β – Si ∝ N ₄)
   -Процесс подготовки: различия между продуктами горячего прессования и реакционного спекания
   -Частота испытаний: отклонение в диапазоне 1 кГц–10 ГГц составляет менее ± 0,3.
2. Стабильность частоты и температуры
   Диэлектрическая проницаемость керамики из нитрида кремния демонстрирует превосходную стабильность частоты (изменение <2% от 10 Гц до 1 МГц) и стабильность температуры (изменение <3% от -50 ℃ до 300 ℃), что позволяет ей поддерживать стабильную производительность в широком диапазоне частот и в условиях высоких и низких температур.

Преимущества продукта и способность решать проблемы

1. Основные преимущества в плане производительности
   -Низкие диэлектрические потери: tan δ<0,002 (1 МГц), обеспечивающие высокую эффективность передачи высокочастотных сигналов.
   -Высокая теплопроводность: 90-150 Вт/(м · К), эффективно решая проблему отвода тепла от электронных устройств.
   -Высокая прочность и вязкость: прочность на изгиб 600-1000 МПа, вязкость разрушения 6-9 МПа · м ¹/²
   -Коррозионная стойкость: устойчивость к воздействию большинства кислот и щелочей, что продлевает срок службы компонентов.
   -Низкий коэффициент теплового расширения: 2,5-3,2 × 10 ⁻⁶/℃, хорошо сочетается с полупроводниковыми материалами
2. Основные вопросы отрасли, которые необходимо решить
   -5G-связь: снижение затухания высокочастотных сигналов, улучшение характеристик фильтров базовых станций и антенных крышек
   -Силовая электроника: предоставляет интегрированные решения по изоляции и теплоотводу, заменяющие традиционные подложки Al ₂ O ∝/AlN.
   -Аэрокосмическая промышленность: поддержание диэлектрической стабильности в условиях экстремальных температур/излучения
   -Новые энергетические транспортные средства: повышение надежности модулей IGBT и изоляционных компонентов зарядных устройств
   -Производство полупроводников: в качестве компонента травильного станка, устойчивого к плазменной коррозии.

Примеры сценариев применения

1. Микроволновые и РЧ-компоненты
   -Крышка антенны радара (низкие диэлектрические потери обеспечивают пропускание сигнала >95%)
   -Микроволновый диэлектрический резонатор (коэффициент температурного изменения частоты может быть настроен на ± 5 ppm/℃)
2. Упаковка силовой электроники
   -Подложка IGBT/DBC (теплопроводность >90 Вт/мК, пробивное напряжение >15 кВ/мм)
   -Высоковольтное изолирующее кольцо (прочность диэлектрика на 40% выше, чем у оксида алюминия)
3. Оборудование для производства полупроводников
   -Плазменное травильное кольцо (коррозионная стойкость увеличивает срок службы оборудования более чем в 3 раза)
   -Рычаг для работы с пластинами (антистатический, снижающий загрязнение частицами)

Почему стоит выбрать наши керамические изделия из нитрида кремния

1. Технологические преимущества производства
   -Контроль чистоты материала: для обеспечения стабильности партии используется высокочистый кремниевый порошок (>99,9%) и передовой процесс азотирования.
   -Технология прецизионного формования: изостатическое прессование + прессование под давлением, с плотностью более 99,51 TP3T от теоретического значения.
   -Контроль микроструктуры: благодаря аддитивному проектированию и оптимизации кривой спекания достигается точное управление соотношением сторон зерен β – Si ∝ N ₄.
   -Точность обработки: ЧПУ-обработка + лазерная резка, допуск по размерам может достигать ± 0,01 мм, шероховатость поверхности Ra <0,2 мкм.
2. Возможность предоставления индивидуальных услуг
   -Настройка диэлектрических свойств: регулировка значения ε (7,0–9,0) в соответствии с требованиями заказчика к частоте.
   -Индивидуальная настройка формы и размера: поддерживает производство деталей сложной формы и тонкостенных деталей (с минимальной толщиной 0,3 мм).
   -Индивидуальная обработка поверхности: металлизация (метод Mo Mn DBC）、 Вторичная обработка, такая как нанесение покрытия и полировка
   -Быстрый цикл отбора проб: 15-25 дней для предоставления функциональных образцов, сокращение времени на исследования и разработки для клиентов.

Пример из практики (анонимное отображение)
Пример 1: Европейский производитель оборудования 5G
Требование: Разработать крышку антенны миллиметрового диапазона с ε=8,0 ± 0,2 (28 ГГц), tan δ95%, оптимизировать процесс спекания.
Результат: Продукт прошел тестирование по стандарту ETSI и снизил потерю сигнала на 37%. Он закупается оптом в течение 3 лет.
Пример 2: Японский производитель силовых модулей
Требование: Заменить подложку AlN для решения проблемы неравномерного рассеивания тепла модулей IGBT в электромобилях
Решение: Разработать нитрид кремния с высокой теплопроводностью (145 Вт/мК) в сочетании с технологией DBC.
Результат: Тепловое сопротивление модуля снижено на 28%, срок службы при циклическом включении/выключении увеличен в 1,8 раза по сравнению с подложкой из AlN.
Случай 3: Американская компания по производству полупроводникового оборудования
Требование: Компоненты плазменного травильного оборудования, требующие устойчивости к коррозии плазмой CF ₄/O ₂ в течение более 2000 часов.
Решение: Применение высокоплотного реакционного спекания Si ∝ N ₄ (>99% теоретическая плотность)
Результат: Срок службы компонентов был увеличен с 600 до 2500 часов, а годовые затраты на техническое обслуживание сокращены на 65%.

Керамика из нитрида кремния стала ключевым материалом для высокотехнологичных электронных и промышленных применений благодаря уникальному сочетанию диэлектрических свойств – умеренной диэлектрической проницаемости, чрезвычайно низким диэлектрическим потерям, отличному тепловому управлению и механическим свойствам. С быстрым развитием 5G-связи, автомобилей на новых источниках энергии и полупроводниковой промышленности спрос на керамические компоненты из нитрида кремния будет продолжать расти.

Керамика Brudeze поставляет и продает широкий ассортимент высококачественного кварцевого стекла, включая глиноземистую керамику, циркониевую керамику, керамику из нитрида кремния, керамику из нитрида алюминия, керамику из карбида кремния, керамику из карбида бора, биокерамику, обрабатываемую керамику и т.д. Мы можем удовлетворить требования заказчика к различным керамическим изделиям.