Piikarbidikiekon edut

Piikarbidikiekko on innovatiivinen puolijohdealusta, jolla on monia etuja perinteiseen piihin verrattuna. Piikarbidi lupaa mullistavia muutoksia useissa eri tekniikoissa ja teollisuudenaloilla tehoelektroniikan mullistamisesta ultranopeisiin viestintäjärjestelmiin.

SiC kestää hyvin korkeita lämpötiloja ja jännitteitä, joten se on tärkeä materiaali tehopuolijohteissa, aurinkokennoissa ja sähköautojen latausinfrastruktuurissa. Valitettavasti sen kovuus edellyttää erikoistyökaluja sen leikkaamiseen.

Korkea lämmönjohtavuus

Piikarbidikiekot ovat tehoelektroniikan keskeisiä komponentteja, koska ne ovat poikkeuksellisen lämmönjohtavia ja kykenevät hajottamaan lämpöä tehokkaasti käytön aikana, minkä ansiosta laitteet voivat toimia myös vaikeissa olosuhteissa ilman suorituskyvyn heikkenemistä.

Piikarbidin laaja kaistanleveys vaikeuttaa elektronien siirtymistä valenssikaistoista johtumiskaistoihin, mikä auttaa estämään vuotoja korkeajännitesovelluksissa ja estää lämpövuotoja. Lisäksi sen hapettumiskestävyys ja kemiallinen inerttius tekevät siitä erinomaisen materiaalivalinnan moniin korkean lämpötilan puolijohdesovelluksiin.

Piikarbidilla on alhainen lämpölaajenemiskerroin, mikä tarkoittaa, että sen laajeneminen tai supistuminen lämpö- tai kylmävaihteluiden aikana ei muutu merkittävästi, mikä auttaa vähentämään lämpötilagradienttien aiheuttamaa rasitusta, joka voisi johtaa laitteiden halkeiluun tai murtumiseen, ja samalla mahdollistaa useampien transistorien sijoittamisen yhdelle kiekolle - molemmat ovat tärkeitä piirien tuotantovarmuuden parantamisen kannalta.

Alhainen lämpölaajenemiskerroin

Piikarbidilla on alhainen lämpölaajenemiskerroin, mikä tarkoittaa, että se ei laajene tai supistu niin merkittävästi lämpötilojen muuttuessa, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin sovelluksiin, jotka vaativat suurta vakautta, kuten matkapuhelimet ja muut elektroniset laitteet. Lisäksi piikarbidi kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja kestää kemiallisia hyökkäyksiä.

Elintarvikeluokan silikonikumi ei ole ainoastaan myrkytöntä ja turvallista, vaan sitä voidaan käyttää myös elintarviketuotannossa. Lisäksi sen eri käyttötarkoitukset vaihtelevat teollisuusuunien tulenkestävistä vuorauksista ja eristyskomponenteista kitkalaakereihin ja putkijärjestelmien mekaanisiin tiivisteisiin.

Valmistajat valmistavat kuutiomaisia piikarbidikiekoita kuumentamalla piihiekkaa öljykoksin tai muun hiililähteen kanssa korkeisiin lämpötiloihin avoimessa "Acheson"-uunissa, jolloin syntyy vihreää tai mustaa, erittäin puhdasta, kiteistä piikarbidia. Jotkin valmistajat käyttävät myös kemiallista höyrystystä kuutiomaisen piikarbidin tuottamiseen; molemmat menetelmät kuluttavat valtavia määriä energiaa ja laitteita.

Korkea kovuus

Piikarbidin tiedetään olevan erittäin kimmoisaa ja kestävää lämpöshokkeja vastaan, mikä tarkoittaa, että äkilliset lämpötilanvaihtelut eivät aiheuta säröjä tai äkillisiä murtumia. Tämä tekee piikarbidista erinomaisen materiaalivalinnan laitteisiin, jotka vaativat korkeaa kestävyyttä vaurioita vastaan, kuten tehopuolijohteet; lisäksi sillä on alhaisempi päälle kytkeytymisvastus ja pienempi portin kokonaisvaraus, mikä mahdollistaa nopeammat kytkentänopeudet ja suuremman tehokkuuden.

Piikarbidia valmistetaan piitä ja hiiltä yhdistämällä, ja se voi saada erilaisia kiderakenteita. Alfa-piikarbidia käytetään laajimmin, sillä sen kuusikulmainen kiderakenne jäljittelee wurtziittia. Beta-muunnos, jonka kiderakenne on sinkkiblende, on ehkä vähemmän yleinen, mutta sillä on silti useita sovelluksia.

Piikarbidialustoja tarvitaan monien kehittyneiden puolijohdekomponenttien valmistuksessa, ja ne on valmisteltava asianmukaisesti, jotta epitaksiaalinen kasvu olisi mahdollista erittäin tarkasti ja johdonmukaisesti. Tämän tehtävän suorittamiseksi epitaksiaalikasvatuksessa käytetään timanttipohjaista kiillotuslietettä ja kiillotustyynyä, joka sopii asiakkaan laitoksessa asennettuihin erityistyökaluihin.

Korkea lämpöshokkien kestävyys

Piikarbidikiekot kestävät poikkeuksellisen hyvin lämpöshokkeja erinomaisen lämmönjohtavuutensa ja alhaisen laajenemiskykynsä ansiosta, minkä ansiosta ne soveltuvat kestämään erittäin korkeita lämpötiloja lujuutta menettämättä. Ominaisuuksiensa ansiosta ne soveltuvat käytettäväksi kiekkotarjottimien kannattimina tai tyynyinä sähköuuneissa, ja ne kestävät jopa happoja tai sulaneita suoloja.

Piikarbidi on yhä suositumpi materiaalivalinta hiomatyökaluihin, kuten leikkuukiekkoihin ja hiomalaikkoihin, koska se kestää korroosiota, kulumista ja eroosiota. Valimot käyttävät piikarbidia upokkaina metallien sulattamiseen valimoissa; sen fysikaaliset ominaisuudet sekä poikkeukselliset elektroniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan ehdokkaan sähkölaitteisiin.

Piikarbidikiekkoja hankittaessa on tärkeää arvioida niiden kiteiden morfologiaa ja vikatiheyttä, sillä ne vaikuttavat laitteen suorituskykyyn. Lisäksi ei pidä unohtaa tehokkaan dopingprosessin valintaa haluttujen sähköisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.