Серия керамических подложек - Материалы для электронных корпусов Керамические подложки
Процесс перехода от чипов к устройствам и системам называется электронной упаковкой. Чипы могут стать полноценными устройствами с отличительными чертами только после упаковки. Основные функции электронной упаковки включают в себя механическую защиту, электрическое соединение, рассеивание и согласование тепла, а также направление света для уменьшения потерь света и повышения светоотдачи. Следовательно, в качестве подложки для упаковки электронных устройств она должна обладать высокой прочностью, высокой теплопроводностью, хорошей термостойкостью, высокой изоляцией, тепловым согласованием с материалами микросхемы, высокой отражательной способностью и другими свойствами. В настоящее время керамические материалы обладают вышеуказанными характеристиками и широко используются в полупроводниковом освещении, лазерах и оптической связи, аэрокосмической, автомобильной электронике, глубоководном бурении и других областях.
Керамические подложки,также известные как керамические печатные платы, включают керамические подложки и металлические слои печатных плат. Общие материалы для керамических подложек электронной упаковки включаютоксид алюминия (Al2O3),нитрид алюминия (АлN ),нитрид кремния (Si3N4)и оксид бериллия (BeO ). Ниже приведены их свойства и технические характеристики.
| ПРЕДМЕТЫ | Единица | 96% Ал2О3 | 99,6% Ал2О3 | АлН-170 | АлН-190 | Si3N4 |
| Цвет | --- | Белый | Белый | Светло-серый | Светло-серый | Темно-серый |
| Плотность | г/см3 | 3,72 | 3,9 | 3,33 | 3,32 | 3.2 |
| Прочность на изгиб (@25℃) | МПа | 380 | 500 | 382 | 335 | 420 |
| Теплопроводность (@25℃) | Вт/МК | >=24 | >=33 | >=170 | >=190 | >=170 |
| Коэффициент теплового расширения (20-300℃) | 10-6мм/℃ | 6,9 | 6,9 | 2,8 | 2,8 | 4.6 |
| Удельное электрическое сопротивление (@25℃)&NBSP ; | О.см | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 |
| Диэлектрическая постоянная (при 1 МГц, 25)℃) | --- | 9 | 9,9 | 8,56 | 8,56 | 8 |
| Прочность на разрыв | КВ/мм | 17 | 17 | 18.45 | 18.45 | 15 |
| Шероховатость поверхности | Ра (мкм) | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,3-0,5 | 0,3-0,5 | 0,2-0,6 |
Маскераосновные параметры изготовления керамических подложек
1. Керамика из оксида алюминия
Оксид алюминия обычно состоит из&NBSP
;96% или 99,6% оксид алюминия в качестве керамической подложки,&NBSP
;и цвет его белый. Керамика из оксида алюминия имеет преимущества богатых источников сырья, низкой цены, высокой изоляции, термостойкости, химической коррозионной стойкости и высокой механической прочности. Это материал керамической подложки с хорошими комплексными характеристиками, на который приходится более 80% от общего количества материалов керамической подложки. Однако из-за его относительно низкой теплопроводности и высокого коэффициента теплового расширения он обычно используется в автомобильной электронике, полупроводниковом освещении, электрооборудовании и других областях.
2. Керамика из нитрида алюминия
Материал нитрида алюминия светло-серого цвета и относится к гексагональной кристаллической системе. Это ковалентное соединение со структурной единицей цинковой обманки AlN4 . Эта структура определяет его превосходные термические, электрические и механические свойства. Теплопроводность керамики из нитрида алюминия в 6-8 раз выше, чем у керамики из оксида алюминия, но коэффициент теплового расширения составляет всего 50% от нее. Кроме того, он обладает высокой прочностью изоляции, низкой диэлектрической проницаемостью и хорошей коррозионной стойкостью. За исключением более высокой стоимости, всесторонние характеристики керамики из нитрида алюминия превосходят характеристики керамики из оксида алюминия, что делает ее идеальным материалом для подложек электронных корпусов, особенно подходящим для областей с высокими требованиями к теплопроводности.
3. Керамика из нитрида кремния
Si3N4 имеет три кристаллические структуры, а именно α-фазу, β-фазу и γ-фазу (где α- и β-фазы являются наиболее распространенными), каждая из которых имеет гексагональную структуру, а подложка темно-серого цвета. Он имеет преимущества высокой твердости, высокой прочности, низкого коэффициента теплового расширения и высокой коррозионной стойкости. Из-за сложной кристаллической структуры керамики Si3N4 ранние исследования полагали, что ее теплопроводность была низкой из-за значительного рассеяния фононов. Однако благодаря обширным исследованиям и оптимизации процесса теплопроводность керамики из нитрида кремния постоянно улучшалась и в настоящее время превысила 177 Вт/(м·К). Среди керамических материалов, которые можно использовать в качестве материалов подложки, керамика Si3N4 обладает самой высокой прочностью на изгиб и хорошей износостойкостью. что делает его лучшим керамическим материалом с точки зрения всеобъемлющих механических свойств. В то же время его коэффициент теплового расширения является наименьшим, что делает его очень перспективным упаковочным материалом подложки для силовых устройств. Однако процесс его подготовки сложен, а стоимость высока, что делает его пригодным для применения в областях с высокими требованиями к прочности.
4. Керамика из оксида бериллия
BeO имеет низкую плотность, структуру типа вюрцита и сильную ковалентную связь, а порошок и подложка белые. Теплопроводность BeO в несколько раз выше, чем у Al2O3, что делает его подходящим для мощных цепей и обладает хорошими комплексными свойствами. Однако из-за токсичности порошка BeO возникают экологические проблемы, и его нельзя производить во многих странах. Температура спекания BeO может достигать более 1900°C, что делает стоимость производства высокой; теплопроводность BeO уменьшается с повышением температуры, что ограничивает продвижение и применение оксида бериллия. Однако в некоторых мощных высокочастотных полупроводниковых устройствах, аэрокосмическом электронном оборудовании и спутниковой связи
5.Другие
В дополнение к вышеупомянутым керамическим материалам в качестве материалов керамической подложки также могут использоваться карбид кремния (карбид кремния ), нитрид бора (БН ) и другие. Среди них теплопроводность керамического монокристаллического материала карбид кремния может достигать 490 Вт/(м·К) при комнатной температуре, а теплопроводность поликристаллического карбид кремния составляет всего 67 Вт/(м·К). Кроме того, диэлектрическая проницаемость материала карбид кремния составляет 40, что в четыре раза больше, чем у керамики АлN , что ограничивает его применение на высоких частотах. Материал БН обладает хорошими комплексными свойствами, но в качестве материала подложки он не имеет заметных преимуществ, его цена высока, а коэффициент теплового расширения не соответствует коэффициенту теплового расширения полупроводниковых материалов.
В целом, керамические подложки играют решающую роль в корпусах силовых устройств и являются ключевыми электронными материалами, которые находятся в центре внимания исследований и разработок в разных странах.Тушь для ресницпроизводит высококачественные керамические подложки с использованиемглинозем,нитрид алюминия, инитрид кремнияв качестве материалов и внедрила лазерное оборудование на производственной линии для лазерной резки, скрайбирования и сверления в соответствии с требованиями заказчика. Точность размера высокая, скорость обработки высокая, а стабильность продукта хорошая. Для обработки поверхности также может быть предусмотрена полировка или металлизация ЦОД &усилитель ;ДБК . Если вы хотите наше предложение, пожалуйста, пришлите нам свой дизайн или детали требований.
