Основные преимущества, свойства и технология изготовления керамических подложек
Керамические подложки играют жизненно важную роль в области электроники благодаря своим значительным преимуществам, таким как высокая теплопроводность, отличные изоляционные свойства и теплопроводность. Однако каковы явные преимущества керамических подложек по сравнению с керамическими пластинами?
1. Разница между керамическими подложками и керамическими пластинами.
Керамические пластины служат плоскими материалами, обеспечивающими опорную основу для элементов пленочных схем и компонентов поверхностного монтажа на электронной керамической основе.
С другой стороны, керамические подложки представляют собой специализированный процесс, при котором медная фольга непосредственно приклеивается к поверхности керамической пластины (односторонней или двусторонней) при высоких температурах. Полученная в результате ультратонкая композитная подложка демонстрирует превосходную электрическую изоляцию, высокую теплопроводность, превосходную паяемость, высокую прочность адгезии и может быть протравлена с различными рисунками, подобными печатным платам, обладая, таким образом, значительной токопроводящей способностью.Таким образом, керамические подложки стали фундаментальными материалами для структурных и межсетевых технологий мощных электронных схем.
2. Основные преимущества керамических подложек.
Керамические подложки обладают высокой устойчивостью к механическим нагрузкам и стабильностью формы, высокой прочностью, теплопроводностью и изоляцией, а также прочным сцеплением и устойчивостью к коррозии. Они обеспечивают превосходные характеристики термоциклирования и высокую надежность, позволяя вытравливать различные рисунки, аналогичные печатным платам (или подложкам ИМС). Керамические подложки не загрязняют окружающую среду и не загрязняют окружающую среду.
3. Свойства керамических подложек.
(1) Механические свойства
Достаточно высокая механическая прочность позволяет использовать их в качестве опорных элементов помимо элементов крепления, обладающих хорошей обрабатываемостью и высокой точностью размеров.
(2)Электрические свойства
Высокое сопротивление изоляции и напряжение пробоя, низкая диэлектрическая проницаемость и минимальные диэлектрические потери обеспечивают стабильную работу в условиях высоких температур и влажности, гарантируя надежность.
（3）Термические свойства
Высокая теплопроводность, коэффициент теплового расширения, соответствующий соответствующим материалам (особенно кремнию), и отличная термостойкость.
(4)Другие свойства
Превосходная химическая стабильность, легкая металлизация с сильной адгезией к схемам, негигроскопичность, маслостойкость, химическая стойкость, низкое рентгеновское излучение, нетоксичность, кристаллическая структура остается неизменной в диапазоне рабочих температур.
4、Технологии производства керамических подложек (HTCC, LTCC, ЦОД, ДБК, АМБ)
Керамические подложки в основном подразделяются на плоские керамические подложки и трехмерные керамические подложки в зависимости от производственных процессов. Основные технологии плоских керамических подложек включают тонкопленочную керамику (ТФК), толстопленочную печатную керамику (ТПК), медь с прямым соединением (ДБК), активную пайку металлом (АМБ) и медь с прямым покрытием (ЦОД). Основные трехмерные керамические подложки включают высокотемпературную керамику совместного обжига (ХТСС) и низкотемпературную керамику совместного обжига (LTCC).
（1）HTCC (высокотемпературная керамика совместного обжига)
Разработанная ранее технология ХТСС предполагает совместный обжиг керамики с металлическими структурами с высокой температурой плавления, такими как W, Мо, для получения многослойных керамических подложек. Однако высокая температура спекания ограничивает выбор материала электродов, а себестоимость производства относительно высока, что побудило к разработке LTCC.
（2）LTCC (низкотемпературная керамика совместного обжига)
LTCC снижает температуру совместного обжига примерно до 850°C, укладывая и одновременно обжигая несколько слоев керамической пленки с металлическими узорами для достижения трехмерной проводки схемы. LTCC превосходно справляется с пассивной интеграцией и находит широкое применение на различных рынках, таких как бытовая электроника, связь, автомобилестроение и оборона.
（3）ЦОД (медь прямого покрытия)
Разработанный на основе технологии керамических пленок, ЦОД наносит медь на керамические подложки с помощью технологии напыления и формирует схемы посредством процессов гальваники и фотолитографии.
（4）ДБК (медь прямого соединения)
ДБК использует термосварку для прямого соединения медной фольги с керамическими поверхностями Al2O3 и АлН, образуя композитные подложки. Его технологическим узким местом является решение проблемы микропустот между Al2O3 и медной фольгой, что создает серьезные проблемы для массового производства и выхода продукции.
（5）АМБ (активная пайка металла)
Основываясь на технологии ДБК, АМБ обеспечивает гетерогенное соединение между керамикой и металлом с помощью паяльной пасты AgCu, содержащей активные элементы Ти, Зр, облегчая смачивание и реакцию на границе раздела керамика-металл при температуре около 800°C.
Среди пяти упомянутых основных процессов как HTCC, так и LTCC относятся к процессам спекания, которые обычно требуют более высоких затрат. И наоборот, ДБК и ЦОД являются относительно недавними, зрелыми разработками, ориентированными на массовое производство, при этом ДБК использует высокотемпературный нагрев для соединения Al2O3 с подложками Cu. Однако серьезная техническая проблема с ДБК заключается в устранении микропустот между Al2O3 и Cu, влияющих на масштабируемость и уровень выхода продукта. С другой стороны, технология ЦОД использует прямое меднение для нанесения меди на подложки из Al2O3, объединяя материалы и методы обработки тонких пленок. В последние годы продукты на основе ЦОД стали наиболее часто используемыми керамическими подложками для рассеивания тепла. Тем не менее, высокие требования к контролю материалов и интеграции технологических процессов создают более высокие барьеры для входа в отрасль ЦОД и достижения стабильного производства.
По сравнению с традиционными продуктами керамические подложки АМБ достигают более высокой прочности соединения и большей надежности за счет химических реакций между керамикой и паяльной пастой из активного металла при высоких температурах. Это делает их очень подходящими для сценариев, требующих высокопроизводительных соединений или требований к сильному току и рассеиванию тепла, особенно в таких отраслях, как транспортные средства на новой энергии, железнодорожный транспорт, производство ветровой энергии, фотоэлектрическая энергетика, связь 5G, где требуется керамическая медь АМБ. плакированный ламинат имеет большое значение.
СЯМЭНЬ МАСКЕРА ТЕХНОЛОДЖИ КО., ЛТД. является авторитетным и надежным поставщиком, специализирующимся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную механическую обработку широкого спектра высокоэффективных керамических материалов, включая глиноземная керамика, циркониевая керамика, нитрид кремния, Карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как механическая, химическая, медицинская, полупроводниковая, автомобильная, электронная, металлургическая и т. д. Наша миссия — предоставлять керамические детали самого высокого качества для пользователей во всем мире, и нам очень приятно видеть нашу керамику. детали эффективно работают в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как в прототипном, так и в серийном производстве. Если у вас есть требования, свяжитесь с нами.
