Alumina zeramikazko substratuak: Errendimendu handiko ontzi elektronikoen eta mikrosistemen integrazioaren oinarrizko eragileak teknologia modernoan alumina al2o3

1. Alumina zeramikaren oinarri materialak eta ezaugarri arkitektonikoak

1.1 α-Aluminaren oinarri kristalografikoak eta konposizionalak

(Alumina zeramikazko substratuak)

Alumina zeramikazko substratuak, gehienbat pisu arineko aluminio oxidoz osatuta dago (Al ₂ O ₃), Produktu elektroniko modernoen ontzien ardatz gisa jardutea isolamendu elektrikoaren oreka izugarriagatik., egonkortasun termikoa, erresistentzia mekanikoa, eta fabrikagarritasuna.

Beroetan aluminaren fase termodinamikorik egonkorrena korindoa da, edo α-Al Bi O BI, Oxigeno-sare hexagonal batean kristalizatzen dena, oktaedrikoen webgune interstizialen bi heren okupatzen dituzten aluminio-ioiekin..

Plan atomiko lodi honek gogortasun handia ematen du (Mohs 9), higadura erresistentzia bikaina, eta inertetasun kimiko solidoa, α-alumina funtzionamendu-ingurune zakarretarako egokia izatea.

Substratu komertzialek 90 eduki ohi dituzte– 99.8% Al ₂ O LAU, silize gehigarri txikiekin (SiO BI), magnesia (MgO), edo ezohiko lur oxidoak sinterizatzeko laguntza gisa erabiltzen diren dentsifikazioa iragartzeko eta alearen garapena kontrolatzeko tenperatura altuko manipulazioan..

Garbitasun-kualitate handiagoak (adib., 99.5% eta gehiago) Erresistentzia elektriko eta eroankortasun termiko nabarmenak bistaratu, purutasun baxuagoen aldakuntzak, berriz (90– 96%) eskakizun gutxiagoko aplikazioetarako irtenbide merkeak eskaintzea.

1.2 Mikroegitura eta akatsen diseinua fidagarritasun elektronikorako

Sistema digitaletan alumina substratuen eraginkortasuna mikroegituraren harmonian eta arazoen murrizketan oinarritzen da.

Isun bat, ale-egitura berdindua– normalean bitartekoa 1 to 10 mikrometroak– egonkortasun mekaniko jakin bat egiten du eta pitzadura ugaltzeko probabilitatea murrizten du antsietate termiko edo mekanikoaren azpian..

Porositatea, batez ere, elkarri lotuta dauden edo gainazaleko poroak, gutxitu egin behar da, gogortasun mekanikoa eta errendimendu dielektrikoa hondatzen dituelako.

Prozesatzeko estrategia aurreratuak, esate baterako, zinta zabaltzea, prentsa isostatikoa, eta airean edo kudeatutako inguruneetan sinterizazio arautuak lodiera ia teorikoko substratuak ekoiztea ahalbidetzen du. (> 99.5%) eta azaleraren zimurtasuna azpian 0.5 µm, funtsezkoa da film meheko metalizaziorako eta kableen loturarako.

Gainera, ale-ertzetan ezpurutasunen bereizketak ihes-korronteak edo migrazio elektrokimikoak eragin ditzake aurreiritzipean, Lehengaien garbitasunaren eta sinterizazio-arazoen kontrol zorrotza eskatzen du ingurune hezeetan edo tentsio handiko inguruneetan iraupen luzeko osotasuna lortzeko.

2. Ekoizpen Prozesuak eta Substratu Eraikuntza Teknologiak

( Alumina zeramikazko substratuak)

2.1 Zinta zabaltzea eta gorputzaren tratamendu ekologikoa

Alumina zeramikazko substratuen fabrikazioa Al ₂ O hiru hautsa duen minda oso sakabanatuaren prestaketa lanarekin hasten da., aglutinatzaile organikoak, plastifikatzaileak, barreiatzaileak, eta disolbatzaileak.

Minda hori zinta zabaltzearen bidez prozesatzen da– metodo jarraitua, non esekidura lekuz aldatzeko film eramaile baten gainean jartzen den, zehaztasun medikoko pala bat erabiliz lodiera uniformea ​​lortzeko, normalean artean 0.1 mm eta 1.0 mm.

Disolbatzailea xahutu ondoren, ondoriozkoa “zinta ekologikoa” malgua da eta zulatu daiteke, zulatu, edo laser bidezko ebakidura zutik elkarreraginetarako baoen bidez osatzeko.

Hainbat geruza laminatu daitezke geruza anitzeko substratuak sortzeko, zirkuitu korapilatsuen asimilaziorako, nahiz eta aplikazio komertzial gehienek geruza bakarreko konfigurazioak erabiltzen dituzten atzera eta garapen termikoa kontuan hartzeko.

Ondoren, ingurumena errespetatzen duten zintak zehatz-mehatz lotzen dira, azken sinterizazioa baino lehen, desintegrazio termiko arautua duten gehigarri organikoak ezabatzeko..

2.2 Zirkuitu-konbinaziorako sinterizazioa eta metalizazioa

Sinterizazioa airean egiten da tarteko tenperaturetan 1550 °C eta 1650 °C, non egoera solidoko difusioak poroak ezabatzea eta alea loditzea bultzatzen du dentsifikazio osoa lortzeko.

Uzkurdura zuzena sinterizazioan zehar– normalean 15– 20%– Zehazki aurreikusi eta osatu behar da ingurumena errespetatzen duten zintaren estiloan, azken substratuaren dimentsioko zehaztasun jakin bat egiteko.

Sinterizazioa betetzea, metalizazioa jartzen da arrasto eroaleak sortu, konpresak, eta vias.

2 funtsezko teknikak dira nagusi: film lodiko inprimaketa eta film meheko deposizioa.

Film lodiko berrikuntzan, altzairu-hautsak dituzten oreak (adib., wolframioa, molibdenoa, edo zilar-paladio aleazioak) substratuan serigrafiatu eta giro murrizte batean erretzen dira iraunkorrak garatzeko, atxikimendu handiko eroaleak.

Dentsitate handiko edo maiztasun handiko aplikazioetarako, Film meheko prozedurak, hala nola sputtering edo xahutzea, ordainketa-fiantza-geruzetarako erabiltzen dira (adib., titanioa edo kromoa) kobreak edo urreak betetzen ditu, fotolitografiaren bidez mikrometro azpiko eredua ahalbidetzea.

Vias pasta eroalez beteta daude eta geruzen arteko interkonexio elektrikoak garatzeko geruza anitzeko estiloetan.

3. Kualitate funtzionalak eta eraginkortasun-neurriak ekipamendu elektronikoetan

3.1 Ohitura termikoak eta elektrikoak tentsio funtzionalean

Alumina substratuak eroankortasun termiko moderatuaren konbinazio onuragarriagatik balioesten dira (20– 35 W/m · K 96rako– 99.8% Al ₂ O HIRU), eta horrek erreminta elektrikoetatik bero xahutze fidagarria ahalbidetzen du, eta kantitate handiko erresistibitatea (> 10 ¹⁴ Ω · zentimetro), ihes-korronte marjinala bermatuz.

Haien konstante dielektrikoa (εᵣ ≈ 9– 10 etan 1 MHz) tenperatura eta erregulartasun barietate zabal baten gainean segurua da, ghz ugari arteko maiztasun handiko zirkuituetarako egokiak bihurtuz, nahiz eta κ beheko materialak pisu arina bezalako aluminio-nitruroa mm-uhin aplikazioetarako aukeratzen diren.

Garapen termikoaren koefizientea (CTE) alumina (~ 6.8– 7.2 ppm/K) silizioarekin nahiko ondo dator (~ 3 ppm/K) eta ontzi-aleazio jakin batzuk, tentsio termo-mekanikoa jaistea gadget-en funtzionamenduan eta ziklo termikoan.

Hala ere, CTE silizioarekin bat ez datozenak arazo bat izaten jarraitzen du flip-chip eta zuzeneko trokelen konfigurazioetan, normalean, betetzen dituzten interposeers edo underfill produktuak deitzen ditu nekea gutxitzeko.

3.2 Eraginkortasun Mekanikoa eta Ingurumen Iraunkortasuna

Mekanikoki, alumina-substratuek flexio-erresistentzia handia erakusten dute (300– 400 MPa) eta dimentsio-egonkortasun bikaina loteen azpian, aeroespazialerako elektronika malkartsuetan erabiltzeko aukera emanez, automobila, eta merkataritzako kontrol sistemak.

Bibrazioarekiko immuneak dira, shock, eta tenperatura igoetan arrastatzea, egitura-egonkortasuna mantentzea bezainbeste 1500 ° C giro geldoetan.

Giro hezeetan, purutasun handiko aluminak hezetasun gutxieneko xurgapena eta ioien mugimenduarekiko erresistentzia bikaina erakusten du, kanpoko eta hezetasun handiko aplikazioetan epe luzerako osotasun jakin bat egitea.

Gainazalaren irmotasuna ere bermatzen du manipulazioan eta muntaian zehar kalte mekanikoen aldean, oinarrizko hauskortasunagatik ertzak txirbilak saihesteko tratamendua hartu behar bada ere.

4. Industria-aplikazioak eta eragin teknologikoa sektoreetan

4.1 Potentzia Elektronika, RF moduluak, eta Automobilgintzako Ekipamenduak

Alumina zeramikazko substratuak nonahi daude potentzia-modulu elektronikoetan, ate isolatu transistore bipolarrez osatua (IGBTak), MOSFETak, eta zuzentzaileak, non isolamendu elektrikoa ematen duten bitartean bero-kontuetara bero-transferentzia sustatzen dute.

Irrati frekuentzian (RF) eta mikrouhinen zirkuituak, zirkuitu integratu hibridoetarako zerbitzu hornitzaileen sistema gisa funtzionatzen dute (HICak), azalera uhin akustikoa (ZERRA) iragazkiak, eta antenen elikadura-sareak beren etxe dielektriko seguruengatik eta galera-tangente murriztuagatik.

Auto merkatuan, alumina substratuak motorra kontrolatzeko gailuetan erabiltzen dira (ECUak), sentsore-planak, eta kamioi elektrikoa (EV) potentzia-bihurgailuak, non beroak jasaten dituzten, bizikleta termikoa, eta likido suntsitzaileekiko esposizio zuzena.

Arazo larrien aurrean duten fidagarritasunak garrantzitsuak bihurtzen ditu segurtasun-sistema kritikoetarako, hala nola blokeoaren aurkako balaztak (ABDOMINALA) eta gidariaren laguntza sistema aurreratuak (ADAS).

4.2 Medikuntza-tresnak, Aeroespaziala, eta Sortutako irtenbide mikroelektro-mekanikoak

Bezero eta industria elektronikatik harago, alumina substratuak gailu kliniko inplantagarrietan erabiltzen dira, hala nola taupada-markagailuetan eta neuroestimulatzaileetan, non zigilatzea hermetikoa eta biobateragarritasuna ezinbestekoak diren.

Aeroespazialean eta defentsan, abioikan erabiltzen dira, radar sistemak, eta satelite bidezko elkarrekintza-moduluak, erradiazio-erresistentziaren eta xurgagailuen ezarpenetan duten egonkortasunaren ondorioz.

Gainera, alumina gero eta gehiago erabiltzen da sistema mikroelektro-mekanikoetan egiturazko eta babesteko sistema gisa (MEMS), presio sentsoreez osatua, azelerometroak, eta tresna mikrofluidikoak, non bere inertetasun kimikoa eta film meheen manipulazioarekiko bateragarritasuna onuragarriak diren.

Sistema digitalek potentzia-lodiera handiagoa behar izaten jarraitzen dutenez, miniaturizazioa, eta osotasuna baldintza gogorretan, alumina zeramikazko substratuek funtsezko produktua izaten jarraitzen dute, eraginkortasunaren arteko tartea lotuz, gastua, eta fabrikagarritasuna produktu digitalen ontzi berritzaileetan.

5. Hornitzailea

Alumina Technology Co., Ltd ikerketa eta garapenean oinarritzen da, aluminio oxidoaren hautsaren ekoizpena eta salmenta, aluminio oxidozko produktuak, aluminio oxidozko arragoa, etab., elektronika zerbitzatzen, zeramika, industria kimikoak eta bestelakoak. urtean sortu zenetik 2005, konpainiak bezeroei produktu eta zerbitzu onenak eskaintzeko konpromisoa hartu du. Kalitate handiko bila bazabiltza alumina al2o3, mesedez jar zaitez gurekin harremanetan. ([email protected])
Etiketak: Alumina zeramikazko substratuak, Alumina Zeramika, alumina

Artikulu eta irudi guztiak Internetetik datoz. Copyright-arazorik badago, mesedez jarri gurekin harremanetan ezabatzeko garaiz.

Kontsultatu iezaguzu