Mga materyales ug mga kinaiya sa mga seramik nga substrate

Sa pag-uswag ug pag-uswag sa teknolohiya, ang operating karon, ang temperatura sa pagtrabaho ug kanunay sa mga aparato hinay-hinay nga nagkadako. Aron matubag ang kasaligan sa mga aparato ug mga sirkito, mas taas nga mga kinahanglanon ang gipasa alang sa mga carriper chip. Ang mga substrate sa seramik kaylap nga gigamit sa kini nga mga natad tungod sa ilang maayo kaayo nga mga kabtangan sa thermal, mga kabtangan sa microwave, mekanikal nga kabtangan ug taas nga kasaligan.

At present, the main ceramic materials used in ceramic substrates are: alumina (Al2O3), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) and beryllium oxide (BeO).

Materyal nga		Kaputli	nga Kataposan sa Kaputli	(W / km)	ang paryente nga	deflectic nga kanunay	nga makadaot sa kapildihan sa kapatagan (KV / MM
/	MM	/	1	)	)	Daghan pa nga mga Aplikasyon
sa Aln	99%	150	8.9	15	mas taas nga pasundayag, Apan mas taas nga gasto
ni BeO	99%	310	6.4	10	nga pulbos nga adunay daghang makahilo, limitasyon sa paggamit
saari3	96	9.4	1	%	nga
kantidad	alang	sa	mga	aplikasyon	sa ubos nga frequency

Atong tan-awon ang mubo nga mga kinaiya sa kini nga 5 abante nga mga seramik alang sa mga substrate sama sa mosunod:

1. Alumina (Al2o3)

Al2O3 homogenous polycrystals can reach more than 10 kinds, and the main crystal types are as follows :α-Al2O3, β-Al2O3, γ-Al2O3 and zta-al2o3. Taliwala kanila, ang α-al2o3 adunay labing ubos nga kalihokan ug mao ang labing lig-on sa upat nga mga panguna nga mga porma sa kristal, ug ang cell sa yunit niini usa ka hexatagonal crystal system. Ang istruktura sa α2o3 higpit, istruktura sa corundum, mahimo nga adunay lig-on sa tanan nga temperatura; Kung ang temperatura moabut sa 1000 ~ 1600 ° C, ang uban nga mga variants dili mabag-o nga pagbag-o sa α-al2o3.

Hulagway 1: Crystal Microsttruture sa Al2o3 ubos sa SEM

Sa pagtaas sa pag-uswag sa masa nga al2o3 ug ang pagkunhod sa katugbang nga baso nga baso nga grasa sa masa, ang thermal conductivity moabot sa 99%, ang thermal caramics nagdagan nga kon adunay koneksyon kung kanus-a 90%.

Bisan kung ang pagdugang sa grabeng bahin sa Al2o3 makapauswag sa kinatibuk-ang pasundayag sa mga seramik, gipadako usab ang temperatura sa pagsinati sa mga seramik sa mga gasto sa produksiyon.

2. Aluminum Nitride (ALN)

Ang Aln usa ka klase nga grupo nga ⅲ-v compound nga adunay istruktura nga wurtzite. Ang yunit sa cell niini mao ang ANN4 Tetrahedron, nga sakop sa hexagonal crystal system ug adunay lig-on nga covalent nga bugkos, mao nga kini adunay maayo nga kusog nga mga kabtangan sa makina ug taas nga kusog nga kusog. Sa teorya, ang kristal nga density mao ang 3.2611g / cm3, mao nga adunay taas nga thermal chiartivity, ug ang putli nga almal crystal adunay usa ka thermal crystal sa temperatura nga 320w / Ang substrate makaabut sa 150w / (m · k), nga labaw sa 5 nga mga oras sa AL2O3. Ang Coepansions Coepansions Coepansions mao ang 3.8 × 10-6 ~ 4.4 ℃, ℃, nga maayo nga katumbas sa thermal expancion chip nga mga materyales sama sa SI, SIC ug GAAS.

Hulagway 2: Powder sa Aluminum Nitride

Ang Aln Ceramics adunay mas taas nga thermal conductivity kaysa sa Al2o3 Ceramics, nga anam-anam nga nagpuli sa Al2o3 Camamics sa taas nga kuryente sa kuryente, ug adunay halapad nga mga prospect sa init. Ang Aln Ceramics giisip usab nga ang pinalabi nga materyal alang sa Window Window Window Window Vacuum Electronic nga mga aparato tungod sa ilang ubos nga sekso nga pagpagawas sa sekso.

3. Silicon Nitride (SI3N4)

Ang SI3N4 usa ka covallent nga bugkos sa compound nga adunay tulo nga mga istruktura nga kristal: α-si3n4, β-si3n4, ug γ-si3n4. Lakip sa ila, ang α-si3n4 ug β-si3n4 mao ang labing kasagaran nga mga porma sa kristal, nga adunay istruktura nga hexagonal. Ang thermal conductivity sa usa ka kristal nga si3n4 mahimong moabot 400w / (m · k). Bisan pa, tungod sa pagbalhin sa kainit sa phonon, adunay mga depekto sa lattice sama sa bakante ug pagbulag sa aktuwal nga lattice, mao nga ang thermal conductivity hinungdan sa mga tinuud nga ceramics mao ra ang mga 20w / (m) . Pinaagi sa pag-optimize sa proporsyon ug proseso sa pagsugat, ang thermal conductivity nakaabot sa 106w / (m · k). Ang thermal expansion coefficient sa Si3n4 mga 3.0 × 10-6 / C, nga maayo nga katumbas sa SI, SIC ug GAAS nga mga materyales nga usa ka madanihon nga seramik nga mga aparato nga elektroniko.

Hulagway 3: Powder sa Silicon Nitride

Among the existing ceramic substrates, Si3N4 ceramic substrates are considered to be the best ceramic materials with excellent properties such as high hardness, high mechanical strength, high temperature resistance and thermal stability, low dielectric constant and dielectric loss, wear resistance and corrosion resistance. Sa pagkakaron, gipaboran sa IGBT module packaging ug anam-anam nga gipulihan ang Al2o3 ug Aln Ceramic substrate.

4.Silicon Carbide (SIC)

Ang usa ka kristal nga sic nailhan nga ikatulo nga henerasyon nga semiconductor nga materyal, nga adunay mga bentaha sa dako nga gapos sa banda, taas nga pagkabungkag sa boltahe, taas nga thermal conductaw nga sabon.

Pinaagi sa pagdugang usa ka gamay nga kantidad sa BOO ug B2O3 hangtod sa SIC aron madugangan ang pagsukol niini, ug dayon pagdugang sa mga katugbang nga mga additives sa sunud-sunod sa 1900 ℃ nga mag-andam sa Densidad nga labaw pa sa 98% sa SIC Ceramics. Ang thermal conductivity sa SIC Ceramics nga adunay lainlaing kaputli nga giandam sa lainlaing mga pamaagi sa pagsugat ug mga additives 100 ~ 490W / m · k) sa temperatura sa kwarto. Tungod kay ang dielectric nga kanunay nga si Sic Ceramics daghan kaayo, kini angay ra alang sa mga aplikasyon sa ubos nga frequency, ug dili angay alang sa mga aplikasyon nga taas nga frequency.

5. beryllia (beo)

Ang beo mao ang wurtzite nga istruktura ug ang selyula mao ang Cubic Crystal System. Ang thermal conductivity mao ang labing taas nga thermal nga labi ka daghan, ang pag-fraction sa BEO sa 99% nga mga seramikyas sa kwarto, ang thermal conductivity) moabot sa 100w / (m. Dili lamang adunay usa ka taas kaayo nga kapasidad sa pagbalhin sa kainit, apan adunay usab nga kanunay nga diellectric nga kanunay ug ang pag-insulto sa Dielectric ug Mechanical Properties, ang mga Ceramics sa Mekanikal nga mga gamit sa aplikasyon sa mga high-power nga mga aparato ug mga sirkito nga gikinahanglan ang taas nga thermal conductivity.

Hulagway 5: Crystal Structure sa Beryllia

Ang taas nga thermal conductivity ug low pagkawala sa mga kinaiya sa BEO mao ang labi ka dili maayo sa ubang mga materyales sa seramik, apan ang Beo adunay klaro nga mga kakulangan, ug ang pulbos nga makahilo kaayo.

Sa pagkakaron, ang sagad nga gigamit nga mga materyales sa Substrate sa China sa kadaghanan Al2o3, ALN ug SI3N4. Ang seramik nga substrate nga gihimo sa Teknolohiya sa LTCC mahimong mag-apil sa mga passive nga sangkap sama sa mga resistensya, capacitor ug mga inductors sa three-dimensional nga istruktura. Sukwahi sa pag-apil sa mga semiconductors, nga panguna nga aktibo nga mga aparato, LTCC adunay high-density 3D nga magkahiusa nga mga katakus sa mga kable.