Alumina keramičke podloge: Temeljni pokretači elektronskog pakovanja visokih performansi i integracije mikrosistema u modernoj tehnologiji aluminij al2o3

1. Osnove materijala i arhitektonski kvaliteti aluminijske keramike

1.1 Kristalografska i kompoziciona osnova α-Alumina

(Alumina keramičke podloge)

Keramičke podloge od glinice, uglavnom se sastoji od laganog aluminijum oksida (Al ₂ O ₃), djeluju kao okosnica modernog pakiranja elektroničkih proizvoda zbog svoje fenomenalne ravnoteže električne izolacije, termička stabilnost, mehanička čvrstoća, i proizvodnost.

Termodinamički najstabilnija faza glinice pri zagrijavanju je korund, ili α-Al Dva O DVA, koji kristalizira u heksagonalnoj zbijenoj mreži kisika s ionima aluminija koji zauzimaju dvije trećine oktaedarskih intersticijskih web stranica.

Ovaj debeli atomski plan daje visoku tvrdoću (Mohs 9), vrhunska otpornost na habanje, i čvrstu hemijsku inertnost, čineći α-aluminijum prikladnim za gruba radna okruženja.

Komercijalni supstrati obično sadrže 90– 99.8% Al ₂ O ČETIRI, sa manjim dodacima silicijum dioksida (SiO TWO), magnezija (MgO), ili neuobičajeni zemljani oksidi koji se koriste kao pomoć pri sinteriranju za reklamiranje zgušnjavanja i kontrolu razvoja zrna tokom rukovanja na visokim temperaturama.

Veće kvalitete čistoće (npr., 99.5% i preko) pokazuju izuzetnu električnu otpornost i toplotnu provodljivost, dok niže varijacije čistoće (90– 96%) nude pristupačna rješenja za manje zahtjevne aplikacije.

1.2 Mikrostruktura i dizajn defekata za elektronsku pouzdanost

Efikasnost aluminijskih supstrata u digitalnim sistemima ozbiljno je zasnovana na mikrostrukturnoj harmoniji i smanjenju problema.

Novčana kazna, ravnoosna struktura zrna– obično u rasponu od 1 to 10 mikrometri– daje određenu mehaničku stabilnost i smanjuje vjerovatnoću stvaranja pukotina pod termičkom ili mehaničkom anksioznošću.

Poroznost, posebno međusobno povezane ili površinski povezane pore, mora biti minimiziran jer degradira i mehaničku žilavost i dielektrične performanse.

Napredne strategije obrade kao što je širenje trake, izostatsko presovanje, i regulisano sinterovanje na vazduhu ili u kontrolisanim okruženjima omogućavaju proizvodnju supstrata sa skoro teoretskom debljinom (> 99.5%) i hrapavost površine ispod 0.5 µm, ključno za metalizaciju tankog filma i spajanje kablova.

Dodatno, segregacija nečistoća na granicama zrna može rezultirati strujama curenja ili elektrohemijskom migracijom pod predrasudama, zahtijevaju rigoroznu kontrolu čistoće sirovina i problema sa sinteriranjem kako bi se postigao određeni dugotrajan integritet u vlažnim ili visokonaponskim sredinama.

2. Proizvodni procesi i tehnologije izgradnje supstrata

( Alumina keramičke podloge)

2.1 Širenje trake i ekološki prihvatljiva obrada tijela

Proizvodnja keramičkih supstrata od aluminijuma počinje pripremom izuzetno dispergovane suspenzije koja sadrži submikronski Al ₂ O tri prah, organska veziva, plastifikatori, disperzanti, i rastvarači.

Ova kaša se obrađuje nanošenjem trake– kontinuirana metoda u kojoj se suspenzija prekriva pomičnom nosećom folijom koja koristi preciznu profesionalnu oštricu medicinske struke kako bi se postigla ujednačena debljina, tipično između 0.1 mm i 1.0 mm.

Nakon rastvaranja rastvarača, rezultirajuće “ekološka traka” je fleksibilan i može se probijati, izbušena, ili laserski izrezani za formiranje otvora za uspravne međusobne veze.

Više slojeva može biti laminirano kako bi se proizvele višeslojne podloge za složenu asimilaciju kola, iako većina komercijalnih aplikacija koristi jednoslojne konfiguracije zbog zaostajanja i razmatranja termičkog razvoja.

Ekološke trake se zatim pažljivo odvajaju kako bi se eliminirali organski aditivi uz reguliranu termičku dezintegraciju prije posljednjeg sinteriranja..

2.2 Sinterovanje i metalizacija za kombinaciju kola

Sinterovanje se vrši na vazduhu na temperaturama između 1550 °C i 1650 °C, gdje difuzija u čvrstom stanju pokreće eliminaciju pora i grubost zrna kako bi se postigla potpuna gustoća.

Direktno skupljanje tokom sinterovanja– obično 15– 20%– treba precizno predvidjeti i nadoknaditi u stilu ekološki prihvatljivih traka kako bi se postigla određena dimenzijska preciznost konačnog supstrata.

Usklađenost sa sinteriranjem, metalizacija se stavlja na stvaranje provodnih tragova, jastučići, i vias.

2 dominiraju ključne tehnike: štampanje debelog filma i nanošenje tankog filma.

U inovaciji debelog filma, paste sa čeličnim prahom (npr., volfram, molibden, ili legure srebra i paladijuma) sitoštampani su na podlogu i zajedno pečeni u smanjenom ambijentu kako bi se razvili izdržljivi, provodnici visoke adhezije.

Za aplikacije visoke gustine ili visoke frekvencije, tankoslojne procedure kao što su raspršivanje ili disipacija koriste se za slojeve za predujam (npr., titanijum ili hrom) u skladu sa bakrom ili zlatom, omogućavanje submikronskog uzorka pomoću fotolitografije.

Viasi su puni provodljivih pasta i ispaljeni da bi se razvile električne međusobne veze između slojeva u višeslojnim stilovima.

3. Funkcionalne kvalitete i metrike efikasnosti u elektronskoj opremi

3.1 Termičke i električne navike pod funkcionalnom napetošću

Aluminijum supstrati su cijenjeni zbog svoje korisne kombinacije umjerene toplinske provodljivosti (20– 35 W/m · K za 96– 99.8% Al ₂ O TRI), što omogućava pouzdano odvođenje toplote iz električnih alata, i visoka količinska otpornost (> 10 ¹⁴ Ω · centimetara), osiguranje granične struje curenja.

Njihova dielektrična konstanta (εᵣ ≈ 9– 10 at 1 MHz) je siguran na širokom rasponu temperatura i pravilnosti, što ih čini prikladnim za visokofrekventna kola do brojnih GHz, iako su materijali nižeg κ kao što je lagani aluminijum nitrid izabrani za aplikacije sa mm talasima.

Koeficijent termičkog razvoja (CTE) glinice (~ 6.8– 7.2 ppm/K) je prilično dobro usklađen sa silikonskim (~ 3 ppm/K) i određene legure za pakovanje, smanjenje termomehaničke napetosti tokom rada uređaja i termičkog ciklusa.

Međutim, neusklađenost CTE-a sa silicijumom ostaje problem u postavkama flip-chip-a i ravnog pričvršćivanja matrice, obično zahtijevaju usaglašene interposere ili proizvode za nedovoljno punjenje kako bi se minimiziralo oštećenje zamora.

3.2 Mehanička efikasnost i trajnost okoliša

Mehanički, supstrati od glinice pokazuju visoku čvrstoću na savijanje (300– 400 MPa) i odlična stabilnost dimenzija pod parcelama, omogućavajući njihovu upotrebu u robusnoj elektronici za vazduhoplovstvo, automobil, i komercijalni kontrolni sistemi.

Imuni su na vibracije, šok, i puze na povišenim temperaturama, održavanje strukturalne stabilnosti koliko god 1500 °C u inertnom ambijentu.

U vlažnoj atmosferi, glinica visoke čistoće otkriva minimalnu apsorpciju vlage i izuzetnu otpornost na kretanje jona, stvaranje određenog dugotrajnog integriteta u vanjskim aplikacijama i primjenama visoke vlažnosti.

Čvrstoća površine takođe je osigurana od mehaničkih oštećenja tokom rukovanja i montaže, iako treba poduzeti tretman kako bi se spriječilo lomljenje rubova zbog osnovne krhkosti.

4. Industrijske primjene i tehnološki utjecaj u svim sektorima

4.1 Energetska elektronika, RF moduli, i automobilska oprema

Aluminijumske keramičke podloge su sveprisutne u modulima energetske elektronike, koji se sastoji od bipolarnih tranzistora sa izolovanim zatvaračem (IGBTs), MOSFETs, i ispravljači, gde obezbeđuju električnu izolaciju istovremeno promovišući prenos toplote do odvoda toplote.

U radio frekvenciji (RF) i mikrovalna kola, funkcionišu kao sistemi pružaoca usluga za hibridna integrisana kola (HICs), površinski akustični talas (SAW) filteri, i antenske mreže za napajanje zbog svojih sigurnih dielektričnih domova i smanjenog tangenta gubitaka.

Na tržištu automobila, supstrati od glinice se koriste u uređajima za kontrolu motora (ECUs), senzorski planovi, i električni kamion (EV) pretvarači snage, gde podnose toplotu, termalni biciklizam, i direktno izlaganje destruktivnim tečnostima.

Njihova pouzdanost u teškim problemima čini ih važnim za sigurnosno kritične sisteme kao što je antiblokiranje (ABDOMINALNI MIŠIĆ) i napredni sistemi pomoći vozaču (ADAS).

4.2 medicinski instrumenti, Vazduhoplovstvo, i Nastajanje mikro-elektro-mehaničkih rješenja

Izvan potrošačke i industrijske elektronike, aluminijski supstrati se koriste u implantabilnim kliničkim uređajima kao što su pejsmejkeri i neurostimulatori, gdje su hermetičko zaptivanje i biokompatibilnost od vitalnog značaja.

U vazduhoplovstvu i odbrani, koriste se u avionici, radarski sistemi, i satelitske interakcijske module kao rezultat njihove otpornosti na zračenje i stabilnosti u postavkama usisivača.

Nadalje, glinica se sve više koristi kao strukturni i zaštitni sistem u mikro-elektro-mehaničkim sistemima (MEMS), koji se sastoji od senzora pritiska, akcelerometri, i mikrofluidni alati, gdje je njegova kemijska inertnost i kompatibilnost s rukovanjem tankim filmom od koristi.

Kako digitalni sistemi i dalje zahtijevaju veću debljinu snage, minijaturizacija, i integritet u teškim uslovima, keramički supstrati od glinice i dalje su ključni proizvod, povezujući prostor između efikasnosti, trošak, i proizvodnost u inovativnom digitalnom pakovanju proizvoda.

5. Dobavljač

Alumina Technology Co., Ltd se fokusira na istraživanje i razvoj, proizvodnja i prodaja praha aluminijum oksida, proizvodi od aluminijum oksida, lonac od aluminijum oksida, itd., opsluživanje elektronike, keramike, hemijskoj i drugim industrijama. Od svog osnivanja u 2005, kompanija je posvećena pružanju kupaca najboljim proizvodima i uslugama. Ako tražite visoku kvalitetu glinica al2o3, slobodno nas kontaktirajte. ([email protected])
Oznake: Alumina keramičke podloge, Alumina Keramika, glinice

Svi članci i slike su sa interneta. Ako postoje problemi sa autorskim pravima, molimo da nas kontaktirate na vrijeme za brisanje.

Raspitajte se kod nas