알루미나 세라믹 기판: 현대 기술의 알루미나 al2o3에서 고성능 전자 패키징 및 마이크로시스템 통합을 가능하게 하는 기본 요소

1. 알루미나 세라믹의 재료 기본 및 구조적 특성

1.1 α-알루미나의 결정학적 및 구성적 기초

(알루미나 세라믹 기판)

알루미나 세라믹 기판, 대부분 경량의 산화알루미늄으로 구성됨 (Al 2 O ₃), 놀라운 전기 절연 평형으로 인해 현대 전자 제품 포장의 중추 역할을 합니다., 열 안정성, 기계적 강도, 및 제조 가능성.

가열 시 알루미나의 열역학적으로 가장 안정한 상은 커런덤입니다., 또는 α-Al Two O TWO, 이는 팔면체 간질 웹사이트의 2/3를 차지하는 알루미늄 이온과 함께 육각형의 밀집된 산소 격자로 결정화됩니다..

이 두꺼운 원자 계획은 높은 경도를 부여합니다 (모스 9), 뛰어난 내마모성, 견고한 화학적 불활성, 거친 작업 환경에 적합한 α-알루미나 만들기.

상업용 하층에는 일반적으로 90이 포함됩니다.– 99.8% Al 2 O FOUR, 실리카를 소량 첨가한 경우 (시오 2), 마그네시아 (MgO), 또는 고온 취급 중 치밀화를 광고하고 입자 발달을 제어하기 위해 소결 보조제로 사용되는 흔하지 않은 토산화물.

더 뛰어난 순수성 (예를 들어, 99.5% 그리고 이상) 뛰어난 전기저항률과 열전도율을 나타냄, 반면 순도 변화는 낮습니다. (90– 96%) 덜 까다로운 애플리케이션을 위한 저렴한 솔루션 제공.

1.2 전자 신뢰성을 위한 미세 구조 및 결함 설계

디지털 시스템에서 알루미나 기판의 효율성은 미세구조의 조화와 문제 감소에 크게 좌우됩니다..

벌금, 등축 결정립 구조– 일반적으로 ~에 이르기까지 1 에게 10 마이크로미터– 일정한 기계적 안정성을 확보하고 열적 또는 기계적 불안으로 인해 균열이 발생할 가능성을 낮춥니다..

다공성, 특히 서로 연결되거나 표면에 연결된 기공, 기계적 인성과 유전 성능을 모두 저하시키므로 최소화해야 합니다..

테이프 확산과 같은 고급 처리 전략, 등방성 프레싱, 공기 또는 관리되는 환경에서 규제된 소결을 통해 이론적인 두께에 가까운 기판 생산이 가능합니다. (> 99.5%) 및 표면적 거칠기(아래) 0.5 μm, 박막 금속화 및 케이블 본딩에 중요.

추가적으로, 결정립 경계에서의 불순물 분리로 인해 누출 전류나 전기화학적 이동이 발생할 수 있습니다., 습한 환경이나 고전압 환경에서 장기간 지속되는 무결성을 보장하기 위해 원료 순도 및 소결 문제에 대한 엄격한 제어가 필요합니다..

2. 생산 공정 및 하층 건설 기술

( 알루미나 세라믹 기판)

2.1 테이프 도포 및 친환경 차체 가공

알루미나 세라믹 기판의 제조는 서브미크론 Al 2 O 3 분말을 포함하는 극도로 분산된 슬러리의 준비 작업으로 시작됩니다., 유기 바인더, 가소제, 분산제, 및 용매.

이 슬러리는 테이프 확산 방식으로 처리됩니다.– 정밀 의료 전문 블레이드를 활용하여 현탁액 위에 재배치 캐리어 필름을 올려 균일한 두께를 얻는 연속 방식, 일반적으로 사이 0.1 mm 그리고 1.0 mm.

용매 분산 후, 결과 “친환경 테이프” 유연하고 펀칭이 가능합니다., 뚫은, 또는 수직 상호 연결을 위한 구멍을 통해 형성하기 위해 레이저 절단.

복잡한 회로 동화를 위한 다층 기판을 생성하기 위해 여러 층을 적층할 수 있습니다., 대부분의 상업용 응용 프로그램은 사용자의 복귀 및 열 개발 고려 사항으로 인해 단일 레이어 구성을 사용하지만.

그런 다음 환경 친화적인 테이프를 세심하게 탈지하여 마지막 소결 전에 열 분해를 조절하여 유기 첨가물을 제거합니다..

2.2 회로 결합을 위한 소결 및 금속화

소결은 다음 온도와 공기 중에서 수행됩니다. 1550 ° C 및 1650 ℃, 고체 확산이 기공 제거 및 입자 조대화를 촉진하여 완전한 치밀화를 달성하는 곳.

소결 전반에 걸친 직접적인 수축– 일반적으로 15– 20%– 최종 기층의 치수 정밀도를 일정하게 유지하려면 친환경 테이프 스타일로 정확하게 예측하고 보완해야 합니다..

소결 준수, 금속화를 적용하여 전도성 트레이스를 생성합니다., 패드, 그리고 비아.

2 핵심 기술이 지배적이다: 후막 인쇄 및 박막 증착.

후막 혁신에, 강철분말을 함유한 페이스트 (예를 들어, 텅스텐, 몰리브덴, 또는 은-팔라듐 합금) 하층에 스크린 인쇄하고 내구성을 높이기 위해 환원 분위기에서 동시 소성합니다., 고접착 도체.

고밀도 또는 고주파 애플리케이션용, 스퍼터링이나 소산과 같은 박막 공정을 계약금 본드층에 활용합니다. (예를 들어, 티타늄 또는 크롬) 구리 또는 금으로 준수, 포토리소그래피를 통해 서브미크론 패턴 구현.

비아는 전도성 페이스트로 가득 차 있으며 소성되어 다층 스타일의 층 간 전기적 상호 연결을 개발합니다..

3. 전자 장비의 기능적 품질 및 효율성 지표

3.1 기능적 장력 하에서의 열적, 전기적 습관

알루미나 기판은 적당한 열 전도성의 유익한 조합으로 인해 가치가 있습니다. (20– 35 W/m·K(96)– 99.8% 알 2 O THREE), 전동 공구의 안정적인 열 방출이 가능합니다., 높은 저항률 (> 10 ¹⁴ Ω·센티미터), 한계 누설 전류 보장.

유전 상수 (εᵣ ≒ 9– 10 ~에 1 MHz) 넓은 온도와 규칙성 다양성에 걸쳐 안전함, 최대 수많은 GHz의 고주파 회로에 적합합니다., 밀리미터파 응용 분야에는 경량 질화알루미늄과 같은 낮은 k 재료가 선택되지만.

열 발달 계수 (CTE) 알루미나의 (~ 6.8– 7.2 ppm/K) 실리콘과 상당히 잘 어울린다. (~ 3 ppm/K) 및 특정 포장 합금, 장치 작동 및 열 순환 중 열-기계적 장력을 낮추는 방법.

하지만, 실리콘과의 CTE 불일치는 플립 칩 및 직선 다이 부착 설정에서 문제로 남아 있습니다., 일반적으로 피로 실패를 최소화하기 위해 규정을 준수하는 인터포저 또는 언더필 제품이 필요합니다..

3.2 기계적 효율성 및 환경적 내구성

기계적으로, 알루미나 기판은 높은 굽힘 강도를 나타냅니다. (300– 400 MPa) 로트 하에서도 치수 안정성이 우수합니다., 항공우주를 위한 견고한 전자 장치에 사용 가능, 자동차, 및 상업용 제어 시스템.

진동에 면역입니다., 충격, 그리고 상승된 온도에서 크리프, 구조적 안정성을 최대한 유지 1500 불활성 분위기의 ° C.

습한 분위기에서, 고순도 알루미나는 수분 흡수를 최소화하고 이온 이동에 대한 탁월한 저항성을 나타냅니다., 외부 및 습도가 높은 응용 분야에서 장기적인 무결성 확보.

표면 견고성은 취급 및 조립 중 기계적 손상을 방지합니다., 근본적인 취성으로 인한 모서리 치핑을 방지하기 위한 처리가 필요하지만.

4. 부문별 산업 응용 및 기술적 영향

4.1 전력전자, RF 모듈, 및 자동차 장비

알루미나 세라믹 기판은 전력 전자 모듈에 널리 사용됩니다., 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터로 구성 (IGBT), MOSFET, 및 정류기, 보온 싱크로의 열 전달을 촉진하면서 전기적 절연을 제공하는 곳.

무선 주파수에서 (RF) 그리고 마이크로파 회로, 하이브리드 집적 회로의 서비스 제공자 시스템으로 기능합니다. (HIC), 표면적 음파 (봤다) 필터, 안전한 유전체 홈과 손실 탄젠트 감소로 인한 안테나 피드 네트워크.

자동차 시장에서는, 알루미나 기질은 엔진 제어 장치에 활용됩니다. (ECU), 센서 계획, 그리고 전기트럭 (EV) 전력 변환기, 더위를 견디는 곳, 열자전거 타기, 파괴적인 액체에 직접 노출.

심각한 문제에 대한 신뢰성으로 인해 잠김 방지 제동과 같은 안전이 중요한 시스템에 중요합니다. (복부 근육) 진보된 운전자 지원 시스템 (ADAS).

4.2 의료 기기, 항공우주, 및 마이크로 전자 기계 솔루션의 부상

고객 및 산업용 전자제품을 넘어, 알루미나 기질은 심장 박동기 및 신경 자극기와 같은 이식 가능한 임상 장치에 활용됩니다., 밀폐 밀봉 및 생체 적합성이 중요한 곳.

항공우주 및 방위 분야, 그들은 항공 전자 공학에 사용됩니다, 레이더 시스템, 진공청소기 환경에서의 방사선 저항성과 안정성으로 인해 위성 상호작용 모듈이 개발되었습니다..

뿐만 아니라, 알루미나는 미세 전자 기계 시스템의 구조 및 보호 시스템으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다. (MEMS), 압력 센서로 구성, 가속도계, 미세유체 도구, 화학적 불활성 및 박막 처리와의 호환성이 유리한 경우.

디지털 시스템에는 더 큰 전력 두께가 필요하기 때문에, 소형화, 가혹한 조건에서도 무결성, 알루미나 세라믹 기판은 계속해서 핵심 제품입니다., 효율성 사이의 공간을 연결하다, 비용, 혁신적인 디지털 제품 포장의 제조 가능성.

5. 공급자

알루미나 테크놀로지 주식회사, Ltd는 연구 개발에 중점을 두고 있습니다., 산화알루미늄 분말 생산 ​​및 판매, 산화알루미늄 제품, 알루미늄 산화물 도가니, 등., 전자제품을 서비스하다, 도예, 화학 및 기타 산업. 에 설립된 이후 2005, 회사는 고객에게 최고의 제품과 서비스를 제공하기 위해 최선을 다해 왔습니다.. 고품질을 찾고 계시다면 알루미나 al2o3, 저희에게 연락하게 자유롭게 느끼십시오. ([email protected])
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