Технологийн дэвшлийн хамт оптоэлектроникийн үйлдвэрлэл, ялангуяа LED (Гэрэл ялгаруулдаг диод) технологи нь орчин үеийн нийгмийн гэрэлтүүлэг, дэлгэц, харилцаа холбооны системийн чухал хэсэг болсон. LED үйлдвэрлэх үйл явц нь хэд хэдэн чухал алхмуудыг хамардаг бөгөөд үүнд сийлбэр нь чипийн гүйцэтгэл, чанарыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Илүү өндөр үр ашиг, нарийн боловсруулалтын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр сийлбэр хийх материалын сонголт нь нийт үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг. Энэ хүрээнд шинэлэг тээвэрлэгч материал болох Цахиурын карбид (SiC) нь LED сийлбэрт өргөн хэрэглэгддэг тул өргөн хүрээний анхаарал татаж байна.
Энэхүү нийтлэл нь цахиурын карбидын тээвэрлэгч хавтангийн хэрэглээнд чиглэгддэг.LED сийлбэрийн үйл явц, тэдгээрийн давуу тал, шинж чанар, мөн энэ материал нь LED үйлдвэрлэлийн процессыг хэрхэн оновчтой болгож байгааг шинжлэх.
I. LED сийлбэрийн үйл явцын тойм
LED үйлдвэрлэлийн процесст сийлбэр хийх нь хагас дамжуулагч суурь дээр нарийн бичил бүтэц үүсгэх, улмаар хүссэн оптик болон цахилгаан шинж чанарыг бий болгоход ашигладаг техникийг хэлнэ. Сийлбэр хийх процессын нарийвчлал болон чанар нь гэрэлтэлт, өнгөний температур, эрчим хүчний үр ашиг зэрэг LED чипийн гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Сийлбэрийг хуурай болон нойтон сийлбэр гэж ангилж болно. Хуурай сийлбэр нь сийлбэр хийхэд плазм эсвэл лазер ашиглахыг хамардаг бөгөөд ихэвчлэн өндөр нарийвчлалтай, өндөр сонгомол хэрэглээнд ашиглагддаг. Нөгөөтэйгүүр, нойтон сийлбэр нь материалыг сийлбэрлэхэд химийн уусмал ашигладаг бөгөөд ерөнхийдөө том хэмжээний боловсруулалтад ашиглагддаг. Сийлбэрийн төрлөөс үл хамааран зөөгч хавтангийн материалын сонголт нь сийлбэрийн үр дүн болон чипийн эцсийн чанарт мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг.
II. Цахиурын карбидын (SiC) танилцуулга
Цахиурын карбид (SiC)нь цахиур (Si) болон нүүрстөрөгч (C)-ээс бүрдсэн нийлмэл материал юм. Энэ нь олон тооны маш сайн физик, химийн шинж чанартай тул өндөр температур, өндөр чадал, өндөр давтамжийн хэрэглээнд тохиромжтой. SiC нь өргөн зурвасын завсартай хагас дамжуулагч бөгөөд энэ нь өндөр хүчдэл, өндөр давтамж зэрэг хүнд нөхцөлд үр дүнтэй ажиллах боломжтой гэсэн үг юм.
SiC-ийн үндсэн шинж чанарууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.
1. Өндөр дулаан дамжуулалтSiC нь 120-170 Вт/м·К дулаан дамжуулах чадвартай бөгөөд энэ нь уламжлалт цахиур (Si) материалаас хамаагүй өндөр юм. Энэ нь SiC нь дулааныг үр дүнтэй тарааж, өндөр чадлын хэрэглээнд тогтвортой байдлыг хадгалах боломжийг олгодог.
2. Өндөр температурын эсэргүүцэлSiC нь гүйцэтгэлээ алдалгүйгээр маш өндөр температурт (1000°C-аас дээш) тэсвэрлэх чадвартай тул өндөр температурт тохиромжтой орчинд тохиромжтой.
3. Маш сайн химийн тогтвортой байдалSiC нь ихэнх химийн урвалд тэсвэртэй тул зэврэлтээс хамгаалах хүчтэй хамгаалалттай.
4. Өргөн зурвасын зайSiC-ийн өргөн зурвасын зай нь өндөр хүчдэл болон өндөр давтамжийн нөхцөлд үр ашигтай ажиллах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь төрөл бүрийн дэвшилтэт технологид тохиромжтой болгодог.
Эдгээр шинж чанарууд нь SiC-ийг LED үйлдвэрлэлд, ялангуяа сийлбэрийн процесст ашиглах ирээдүйтэй материал болгодог.
III. LED сийлбэрт цахиурын карбид зөөгч хавтангийн давуу талууд
1.Өндөр температурын эсэргүүцэл
LED сийлбэрийн процессын үед, ялангуяа хуурай сийлбэрийн үед зөөгч хавтан нь плазм эсвэл лазерын энергийн улмаас өндөр температурт өртдөг. Цахиур (Si) эсвэл кварц (SiO₂) зэрэг уламжлалт материалууд нь бүтцийн тогтвортой байдлаа алдах эсвэл дулааны тэлэлтэд орж, нарийвчлал буурахад хүргэдэг. Өндөр температурт тэсвэртэй цахиурын карбид нь өндөр температурын орчинд деформаци, гэмтэлгүйгээр тогтвортой байдлаа хадгалж, сийлбэрийн процессын нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
2.Дулааны менежментийг сайжруулсан
Дулааны менежмент нь LED үйлдвэрлэлийн гол асуудал юм. Өндөр хүчин чадалтай LED чипүүд нь ажиллах явцад ихээхэн хэмжээний дулаан ялгаруулдаг бөгөөд хэрэв зөв тархаагүй бол чипийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй юм. SiC-ийн өндөр дулаан дамжуулалт нь LED чипээс дулааныг үр дүнтэй дамжуулж, хүрээлэн буй орчинд тараадаг бөгөөд энэ нь зөвхөн сийлбэр хийх явцад дулааны нөлөөллийг оновчтой болгохоос гадна LED-ийн нийт гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацааг сайжруулдаг.
3.Бохирдлыг бууруулж, нарийвчлалыг сайжруулсан
LED сийлбэрийн процессын явцад зөөгч хавтангийн материал нь зэврэлттэй сийлбэрийн шингэн эсвэл хийтэй урвалд орохоос зайлсхийхийн тулд маш сайн химийн тогтвортой байдалтай байх ёстой бөгөөд энэ нь бохирдол үүсгэж эсвэл сийлбэрийн нарийвчлалд нөлөөлж болзошгүй юм. SiC нь ихэнх зэврэлттэй химийн бодисуудад хүчтэй тэсвэртэй тул хатуу химийн орчинд удаан хугацааны тогтвортой байдлыг хадгалах боломжийг олгодог. Энэ нь сийлбэрийн процессыг нарийвчлалтай, тогтвортой байлгахын зэрэгцээ LED-ийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй хүсээгүй химийн урвалаас зайлсхийх боломжийг олгодог.
4.Сийлбэрийн үлдэгдлийг хамгийн бага хэмжээнд байлгах
Уламжлалт зөөгч хавтангийн материалууд нь сийлбэрийн бодисуудтай урвалд орж, арилгахад хэцүү үлдэгдэл үлдээж, сийлбэрийн чанарыг бууруулж, LED чипийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй. SiC нь химийн идэвхгүй байдлаасаа шалтгаалан ийм үлдэгдэл үүсэхээс үр дүнтэй зайлсхийж, эцсийн бүтээгдэхүүний өндөр ургац, найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
5.Бат бөх чанар ба өндөр тогтвортой байдал
Цахиурын карбид нь зөвхөн маш сайн физик шинж чанартай төдийгүй удаан эдэлгээтэй байдаг. Бусад материалтай харьцуулахад SiC нь цаг хугацааны явцад ядрах, хөгшрөх, доройтох магадлал багатай тул засвар үйлчилгээний зардал болон солих давтамжийг бууруулдаг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн шугамын нийт тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
IV. LED сийлбэр дэх SiC зөөгч хавтангийн бэрхшээл ба шийдлүүд
SiC нь LED сийлбэрт олон давуу талтай боловч зарим бэрхшээлүүд байдаг. Нэгдүгээрт, SiC-ийг боловсруулах нь өндөр хатуулаг, хэврэг байдлаас шалтгаалан харьцангуй хэцүү байдаг. Материалын эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд зүсэх, өнгөлөх явцад онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Хоёрдугаарт, SiC зөөгч хавтангийн өртөг нь уламжлалт материалтай харьцуулахад өндөр байдаг нь LED үйлдвэрлэлийн нийт өртгийг нэмэгдүүлж болзошгүй юм.
Эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэхийн тулд судлаачид болон инженерүүд SiC материалын үйлдвэрлэлийн процессыг сайжруулах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах, үр ашгийг дээшлүүлэх шинэ боловсруулалтын технологийг судлах чиглэлээр ажиллаж байна. Жишээлбэл, талст ургалтын процессыг оновчтой болгох, дэвшилтэт зүсэлтийн техникийг нэвтрүүлэх нь SiC зөөгч хавтангийн өртгийг үр дүнтэй бууруулах боломжтой. Нэмж дурдахад, гадаргуугийн бүрхүүлийн шинэлэг технологиуд нь SiC-ийн бат бөх чанар, зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлж, LED сийлбэрийн гүйцэтгэлийг улам сайжруулж чадна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 10-р сарын 22