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新聞資訊

AlN應(yīng)用性能出眾(二)

 時間:2023-04-21     瀏覽:2039     分享

半導(dǎo)體與新能源市場激發(fā) AlN 需求增長

 

  氮化鋁陶瓷因其多方面優(yōu)異的性能,目前已經(jīng)在多個民用和軍用領(lǐng)域得到了廣 泛的應(yīng)用。5G 時代、新能源汽車時代以及人工智能時代的來臨,使氮化鋁陶瓷需求 更多。

 

  AlN應(yīng)用廣泛,因出色的熱導(dǎo)性成為新一代散熱基板電子器件封裝的理想材料。AlN 還可用于熱交換器坩堝、保護管澆注模具、壓電陶瓷及薄膜、導(dǎo)熱填料等。

 

  1. 散熱基板電子器件封裝

 

  散熱基板及電子器件封裝是 AlN 陶瓷的主要應(yīng)用。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性 能,熱脹系數(shù)接近硅,機械強度高,化學(xué)穩(wěn)定性好而且環(huán)保無毒,被認為是新一代散 熱基板和電子器件封裝的理想材料,非常適合于混合功率開關(guān)的封裝以及微波真空管封裝殼體材料,同時也是大規(guī)模集成電路基片的理想材料。

 

  2. 結(jié)構(gòu)陶瓷

 

  晶圓加工用靜電吸盤就是常見的結(jié)構(gòu)陶瓷應(yīng)用。氮化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷的機械性能好, 硬度高,韌性好于 Al2O3 陶瓷,并且耐高溫耐腐蝕。利用 AIN 陶瓷耐熱耐侵蝕性,可 用于制作坩堝、Al 蒸發(fā)皿、半導(dǎo)體靜電卡盤等高溫耐蝕部件。

 

  3. 功能材料

 

  氮化鋁可用于制造能夠在高溫或者存在一定輻射的場景下使用的高頻大功率器件, 如高功率電子器件、高密度固態(tài)存儲器等。作為第三代半導(dǎo)體材料之一的氮化鋁,具 有寬帶隙、高熱導(dǎo)率、高電阻率、良好的紫外透過率、高擊穿場強等優(yōu)良性能。 AlN 的禁帶寬度為 6.2 eV,極化作用較強,在機械、微電子、光學(xué)以及聲表面波 器件(SAW)制造、高頻寬帶通信等領(lǐng)域都有應(yīng)用,如氮化鋁壓電陶瓷及薄膜等。另外, 高純度的 AlN 陶瓷是透明的,具有優(yōu)良的光學(xué)性能,再結(jié)合其電學(xué)性能,可制作紅外導(dǎo)流罩、傳感器等功能器件。

 

4.惰性耐熱材料

 

  AlN 作為耐熱材料可用其作坩堝、保護管、澆注模具等。氮化鋁可2000℃非氧化氣氛下,仍具有穩(wěn)定的性能,是一種優(yōu)良的高溫耐火材料,抗熔融金屬侵蝕的能力 強。

 

  5. 熱交換器件

 

  氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)低,導(dǎo)熱效率和抗熱沖擊性能優(yōu)良,可用作理 想的耐熱沖和熱交換材料,例如氮化鋁陶瓷可以作為船用燃氣輪機的熱交換器材料和 內(nèi)燃機的耐熱部件。由于氮化鋁材料的優(yōu)良導(dǎo)熱性能,有效提高了熱交換器的傳熱能力。

 

  6. 填充材料

 

  氮化鋁具有優(yōu)良的電絕緣性,高導(dǎo)熱,介電性能良好,與高分子材料相容性好, 是電子產(chǎn)品高分子材料的優(yōu)秀添加劑,可用于TIM 填料、FCCL 導(dǎo)熱介電層填料,廣 泛應(yīng)用于電子器件的熱傳遞介質(zhì),進而提高工作效率,如CPU 與散熱器填隙、大功率三極管和可控硅元件與基材接觸的細縫處的熱傳遞介質(zhì)。

 

  全球陶瓷基板市場火爆,市場規(guī)模穩(wěn)步增長。AlN 陶瓷材料可用作覆銅基板材 料、電子封裝材料、超高溫器件封裝材料、高功率器件平臺材料、高頻器件材料、傳 感器薄膜材料、光學(xué)電子器件材料、涂層及功能增強材料等。根據(jù) Maxmize Market Research 報告顯示,2021 年全球陶瓷基板市場規(guī)模達到 65.9 億美元,預(yù)計 2029 年 全球規(guī)模將達到 109.6 億美元,年均增長率約為 6.57%。根據(jù)陶瓷基板的不同工藝, 可將陶瓷基板市場分為平面陶瓷基板和多層陶瓷基板市場,并進一步細分。 DPC陶瓷基板市場廣闊。DPC陶瓷基板憑借其電路精度高且制備溫度低的特點, 被廣泛用于高精度、小體積封裝產(chǎn)品中,在高功率發(fā)光二極管中被廣泛使用。根據(jù) GII 研究數(shù)據(jù)顯示,2020  DPC陶瓷基板全球市場規(guī)模達到 12 億美元,預(yù)計 2026 年 達到 17 億美元,CAGR 5.2%。目前主要生產(chǎn)廠家有日本丸和、同欣電子、九豪精密展至電子 等。

 

功率模塊帶動 DBCAMB 陶瓷基板市場擴大。DBC陶瓷基板具有高強度、導(dǎo)熱性 能強以及結(jié)合穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)性能,而 AMB 陶瓷基板是在 DBC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,結(jié)合 強度相對更高。近年來隨著新能源汽車、光伏儲能行業(yè)的快速發(fā)展,IGBT 功率模塊 的需求快速增長,對于 DBC、AMB 陶瓷基板的需求也不斷增加。根據(jù)半邦導(dǎo)體網(wǎng), 2020 DBC 陶瓷基板市場規(guī)模為 2.89 億美元,預(yù)計 2027 年可達到 4.03 億美元, CAGR 8.6%。而根據(jù) GII 預(yù)測,2020 AMB 陶瓷基板市場規(guī)模為 0.65 億美元,預(yù) 計 2027 年可達到 3.06 億美元,CAGR 分別為 22.7%射頻組件封裝促進多層陶瓷基板先進封裝需求增長。多層陶瓷基板主要包括高 溫共燒陶瓷基板(HTCC)以及低溫共燒陶瓷基板(LTCC)。HTCC LTCC 技術(shù)具有良 好的微波、導(dǎo)熱、密封以及機械等性能,被廣泛使用在射頻電子元器件的封裝中,在 航空航天、衛(wèi)星通信以及民用通信等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,因此占據(jù)了不小的市場份額。根據(jù) GII 預(yù)測,2021 HTCC LTCC 陶瓷基板全球市場規(guī)模達到 29 億美元,未來幾年 將以 4%的復(fù)合增長率持續(xù)穩(wěn)定增長。