Siri Substrat Seramik - Bahan untuk Substrat Seramik Pembungkusan Elektronik
Proses dari cip ke peranti dan sistem dipanggil pembungkusan elektronik. Cip hanya boleh menjadi peranti lengkap dengan ciri tersendiri selepas dibungkus. Fungsi utama pembungkusan elektronik termasuk perlindungan mekanikal, sambungan elektrik, pelesapan haba dan padanan haba, dan panduan cahaya untuk mengurangkan kehilangan cahaya dan meningkatkan kecekapan cahaya. Oleh itu, sebagai substrat untuk pembungkusan peranti elektronik, ia perlu mempunyai kekuatan tinggi, kekonduksian haba yang tinggi, rintangan haba yang baik, penebat tinggi, padanan haba dengan bahan cip, pemantulan tinggi dan sifat-sifat lain. Pada masa ini, bahan seramik mempunyai ciri-ciri di atas dan telah digunakan secara meluas dalam pencahayaan semikonduktor, laser dan komunikasi optik, aeroangkasa, elektronik automotif, penggerudian laut dalam dan bidang lain.
Substrat seramik,juga dikenali sebagai papan litar seramik, termasuk substrat seramik dan lapisan litar logam. Bahan biasa untuk substrat seramik pembungkusan elektronik termasukaluminium oksida (Al2O3),aluminium nitrida (AlN),silikon nitrida (Si3N4), dan berilium oksida (BeO). Di bawah adalah sifat dan ciri teknikal mereka.
| ITEM | Unit | 96% Al2O3 | 99.6% Al2O3 | AlN-170 | AlN-190 | Si3N4 |
| Warna | --- | putih | putih | Kelabu cerah | Kelabu cerah | Kelabu gelap |
| Ketumpatan | g/cm3 | 3.72 | 3.9 | 3.33 | 3.32 | 3.2 |
| Kekuatan Lentur (@25℃) | Mpa | 380 | 500 | 382 | 335 | 420 |
| Kekonduksian Terma (@25℃) | W/MK | >=24 | >=33 | >=170 | >=190 | >=170 |
| Pekali Pengembangan Terma(20-300℃) | 10-6mm/℃ | 6.9 | 6.9 | 2.8 | 2.8 | 4.6 |
| Kerintangan Elektrik (@25℃) | O.Cm | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 |
| Pemalar Dielektrik (@1MHz, 25℃) | --- | 9 | 9.9 | 8.56 | 8.56 | 8 |
| Kekuatan pecahan | KV/mm | 17 | 17 | 18.45 | 18.45 | 15 |
| Kekasaran permukaan | Ra(μm) | 0.2-0.4 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.3-0.5 | 0.2-0.6 |
Mascera'sparameter utama untuk menghasilkan substrat seramik
Aluminium oksida biasanya diperbuat daripada 96% atau 99.6% aluminium oksida sebagai substrat seramik, dan warnanya putih. Seramik aluminium oksida mempunyai kelebihan sumber bahan mentah yang kaya, harga rendah, penebat tinggi, rintangan haba, rintangan kakisan kimia, dan kekuatan mekanikal yang tinggi. Ia adalah bahan substrat seramik dengan prestasi komprehensif yang baik, menyumbang lebih daripada 80% daripada jumlah bahan substrat seramik. Walau bagaimanapun, disebabkan kekonduksian haba yang agak rendah dan pekali pengembangan haba yang tinggi, ia biasanya digunakan dalam elektronik automotif, lampu semikonduktor, peralatan elektrik dan bidang lain.
Bahan aluminium nitrida berwarna kelabu muda dan tergolong dalam sistem kristal heksagon. Ia adalah sebatian kovalen dengan unit struktur zinkblende AlN4. Struktur ini menentukan sifat terma, elektrik dan mekanikal yang sangat baik. Kekonduksian terma seramik aluminium nitrida adalah 6-8 kali ganda daripada seramik aluminium oksida, tetapi pekali pengembangan haba hanya 50% daripadanya. Di samping itu, ia mempunyai kekuatan penebat yang tinggi, pemalar dielektrik yang rendah, dan rintangan kakisan yang baik. Kecuali kosnya yang lebih tinggi, prestasi komprehensif seramik nitrida aluminium adalah lebih baik daripada seramik aluminium oksida, menjadikannya bahan substrat pembungkusan elektronik yang ideal, terutamanya sesuai untuk medan yang mempunyai keperluan kekonduksian terma yang tinggi.
Si3N4 mempunyai tiga struktur kristal, iaitu fasa α, fasa β dan fasa γ (di mana fasa α dan β adalah yang paling biasa), semuanya mempunyai struktur heksagon, dan substrat berwarna kelabu gelap. Ia mempunyai kelebihan kekerasan tinggi, kekuatan tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah, dan rintangan kakisan yang tinggi. Oleh kerana struktur kristal kompleks seramik Si3N4, penyelidikan awal percaya bahawa kekonduksian termanya rendah disebabkan oleh penyerakan fonon yang ketara. Walau bagaimanapun, dengan penyelidikan yang meluas dan pengoptimuman proses, kekonduksian terma seramik silikon nitrida telah bertambah baik secara berterusan dan kini telah melepasi 177 W/(m·K). Antara bahan seramik yang boleh digunakan sebagai bahan substrat, seramik Si3N4 mempunyai kekuatan lentur yang paling tinggi dan rintangan haus yang baik, menjadikannya bahan seramik terbaik dari segi sifat mekanikal yang komprehensif. Pada masa yang sama, pekali pengembangan habanya adalah yang paling kecil, menjadikannya dianggap sebagai bahan substrat pembungkusan yang sangat menjanjikan untuk peranti kuasa. Walau bagaimanapun, proses penyediaannya adalah kompleks dan kosnya tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi dalam bidang yang mempunyai keperluan kekuatan tinggi.
4. Seramik Berilium Oksida
BeO mempunyai ketumpatan rendah dan struktur ikatan kovalen jenis wurtzite dan kuat, dan kedua-dua serbuk dan substrat berwarna putih. Kekonduksian terma BeO adalah beberapa kali ganda berbanding Al2O3, menjadikannya sesuai untuk litar berkuasa tinggi dan mempunyai sifat komprehensif yang baik. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketoksikan serbuk BeO, terdapat masalah alam sekitar, dan ia tidak boleh dihasilkan di banyak negara. Suhu pensinteran BeO boleh mencapai melebihi 1900°C, menjadikan kos pengeluaran tinggi; kekonduksian terma BeO berkurangan dengan peningkatan suhu, yang mengehadkan promosi dan penggunaan berilium oksida. Walau bagaimanapun, dalam peranti semikonduktor frekuensi tinggi berkuasa tinggi tertentu, peralatan elektronik aeroangkasa dan komunikasi satelit,
5.Lain-lain
Sebagai tambahan kepada bahan seramik yang disebutkan di atas, silikon karbida (SiC), boron nitrida (BN), dan lain-lain juga boleh digunakan sebagai bahan substrat seramik. Antaranya, kekonduksian terma bagi bahan kristal tunggal seramik SiC boleh mencapai 490 W/(m·K) pada suhu bilik, tetapi kekonduksian terma polihabluran SiC hanya 67 W/(m·K). Di samping itu, pemalar dielektrik bahan SiC ialah 40, iaitu empat kali ganda daripada seramik AlN, mengehadkan penggunaan frekuensi tingginya. Bahan BN mempunyai sifat komprehensif yang baik, tetapi sebagai bahan substrat, ia tidak mempunyai kelebihan yang menonjol, dan harganya mahal, dan pekali pengembangan haba tidak sepadan dengan bahan semikonduktor.
Secara keseluruhan, substrat seramik memainkan peranan penting dalam pembungkusan peranti kuasa dan merupakan bahan elektronik utama yang menjadi tumpuan penyelidikan dan pembangunan di pelbagai negara.Mascaramenghasilkan substrat seramik berkualiti tinggi menggunakanalumina,aluminium nitrida, dansilikon nitridasebagai bahan, dan telah memperkenalkan peralatan laser pada barisan pengeluaran untuk pemotongan laser, scribing, dan penggerudian mengikut keperluan pelanggan. Ketepatan saiz adalah tinggi, kelajuan pemprosesan adalah pantas, dan kestabilan produk adalah baik. Untuk rawatan permukaan, penggilap atau metalisasi DPC&DBC juga boleh disediakan. Jika anda mahukan sebut harga kami, sila hantarkan kepada kami butiran reka bentuk atau keperluan anda.
