أي نوع من أكسيد الألومنيوم عالي النقاء من الدرجة ٤N٥‏/٥N هو الأفضل؟ دليل الاختيار لأكسيد الألومنيوم الإلكتروني في قواعد الصب بالشريط، والملقط الكهروستاتيكي، ونترات الألومنيوم

أي نوع من أكسيد الألومنيوم عالي النقاء من الدرجة ٤N٥‏/٥N هو الأفضل؟ دليل الاختيار لأكسيد الألومنيوم الإلكتروني في قواعد الصب بالشريط، والملقط الكهروستاتيكي، ونترات الألومنيوم

مع التحديث السريع لرقائق أشباه الموصلات والإلكترونيات القدرة، فإن درجة نقاء أكسيد الألومنيوم عالي النقاء، وشوائبه، وحجم جسيماته تحدد بشكل مباشر عزل المكونات الخزفية، وتوصيلها الحراري، ومدة خدمتها. ويستهدف أكسيد الألومنيوم عالي النقاء الإلكتروني من الدرجة ٤N٥‏/٥N الذي تنتجه شركة شاندونغ غريتسن أوبينغ الحاجة إلى الاستبدال المحلي للخزفيات الإلكترونية عالية الجودة، مقدّمًا للعملاء في المرحلة التالية حلولًا مستقرة من المساحيق.  

أولًا: لماذا يُعد أكسيد الألومنيوم عالي النقاء من الدرجة ٤N٥ مادة أولية حاسمة لقواعد الصب بالشريط فائقة الرقة والكبيرة الحجم؟

تتطلب مواد القوالب المُصَبَّغَة بالشريط متطلباتٍ صارمةٍ للغاية فيما يخص نقاء المسحوق وتوزيع حجم الجسيمات. فالشوائب الزائدة من المعادن القلوية أو المعادن الثقيلة تؤدي إلى زيادة فقدان العزل الكهربائي وضعف مقاومة العزل الكهربائي للانهيار. ومن ناحية أخرى، يؤدي اتساع توزيع حجم الجسيمات بشكل مفرط إلى عدم انتظام سماكة الشريط غير المُحرَّك (الأخضر)، ما يجعل المواد الأساسية فائقة الرقّة والكبيرة الحجم عرضةً للانحناء والثقوب الدقيقة. ويتميّز أكسيد الألومنيوم عالي النقاء من شركة غريتسان آوبينغ الدرجة ٤N٥ بدرجة نقاء Al2O3 تبلغ ٩٩,٩٩٥٪، وبمحتوى صوديوم لا يتجاوز ٧ أجزاء في المليون (ppm)، وحديد لا يتجاوز جزءًا واحدًا في المليون (ppm)، وتوزيع ضيق لحجم الجسيمات حيث تساوي القيمة المتوسطة D50 = ٠,٥٠٥ ميكرومتر. وبفضل قابليته الممتازة للتشتت في المعلّقات، يحسّن هذا المنتج بكفاءة كثافة المادة ومستواها السطحي في المواد الأساسية فائقة الرقّة، ما يجعله مناسبًا تمامًا لتصنيع مواد أساسية عالية الأداء من أكسيد الألومنيوم المستخدمة في وحدات الطاقة والدوائر ذات التردد العالي.  

ثانيًا: ما المتطلبات الصارمة التي تفرضها ملاقط التثبيت الكهروستاتيكية (ESC) على نقاء أكسيد الألومنيوم؟

تَعمَل الطبقة العازلة لمِمساك كهروستاتيكي (ESC) على المدى الطويل في بيئة بلازما، حيث تُحفِّز الشوائب مثل الصوديوم والحديد هجرة الأيونات عند درجات الحرارة المرتفعة، ما يؤدي إلى ازدياد تيار التسرب وفشل عملية التثبيت. وتتحكم هذه الألومينا من الدرجة 4N5 في محتوى الصوديوم عند ≤ ٧ أجزاء في المليون، والحديد عند ≤ ١ جزء في المليون، وأكسيد الزرنيخ والأنتيمون الإجمالي عند ≤ ١,٨ جزء في المليون، مع استيفاء جميع شوائب المعادن الانتقالية لمعايير الدرجة الإلكترونية بالكامل. وبفضل قابليتها للتحكم في فقدان الاشتعال (LOI = ٠,٤٨٪)، تحقِّق كثافة عالية بعد التلبيد، وانخفاضاً في المسامية، ومقاومة ممتازة للتآكل الناتج عن البلازما، ما يجعلها مثالية لاستخدامها في الطبقات العازلة الكهروستاتيكية للمقابض ومكونات الدعم الهيكلي.

ثالثاً: كيف تحسِّن الألومينا عالية النقاء أداء السيراميك المركَّب من نيتريد الألومنيوم؟

ورغم أن السيراميك المصنوع من نيتريد الألومنيوم (AlN) يتمتع بموصلية حرارية ممتازة، فإنه يعاني من قيودٍ تتعلق بمقاومة الأكسدة وسهولة التشكيل/التشغيل الآلي. أما إدخال أوكسيد الألومنيوم عالي النقاء كطور ثانوي فيحسّن التوافق بين الوجهتين في الطورين، ويعزّز المتانة الميكانيكية ومقاومة الأكسدة في السيراميك المركب، ويوسّع نطاق درجات الحرارة المناسبة لعملية التلبيد. وبذلك، يُحسَّن إدارة الحرارة ويقلّ تعقيد التصنيع، ما يؤدي إلى توسيع حدود تطبيق سيراميك نيتريد الألومنيوم في قواعد تبديد الحرارة ومكونات معدات أشباه الموصلات.  

مع ترقية قطاعات معدات أشباه الموصلات والأجهزة الكهربائية، يزداد الطلب باستمرار على استبدال المساحيق الخزفية عالية الجودة محليًّا. وتخدم ألومينا شاندونغ غريتسن أوبينغ ذات النقاء ٤N٥/٥N قطاعات رئيسية تشمل ركائز الصب بالشريط، والمشابك الكهروستاتيكية، والخزفيات المركبة من نيتريد الألومنيوم، مع ضمان ثباتٍ متسقٍ بين الدفعات. ونرحب باختبار العيّنات والاستفسارات الفنية.