Aliuminio oksido keramikos substratai: Pagrindiniai didelio našumo elektroninės pakuotės ir mikrosistemų integravimo šiuolaikinėse technologijose įgalintojai aliuminio oksidas al2o3

1. Aliuminio oksido keramikos medžiagų pagrindai ir architektūrinės savybės

1.1 α-aliuminio oksido kristalografinis ir kompozicinis pagrindas

(Aliuminio oksido keramikos substratai)

Aliuminio oksido keramikos substratai, daugiausia sudarytas iš lengvo aliuminio oksido (Al ₂ O 3), veikia kaip šiuolaikinių elektroninių gaminių pakuočių pagrindas dėl savo fenomenalios elektros izoliacijos pusiausvyros, terminis stabilumas, mechaninis stiprumas, ir pagaminamumą.

Termodinamiškai pastoviausia aliuminio oksido fazė karštyje yra korundas, arba α-Al Du O DU, kuris kristalizuojasi šešiakampėje sandariai supakuotoje deguonies grotelėje su aliuminio jonais, užimančiais du trečdalius oktaedrinių intersticinių svetainių.

Šis storas atominis planas suteikia didelį kietumą (Mohs 9), puikus atsparumas dilimui, ir kietojo cheminio inertiškumo, todėl α-aliuminio oksidas yra tinkamas grubioms darbo aplinkoms.

Komerciniuose substratuose paprastai yra 90– 99.8% Al ₂ O KETURI, su nedideliais silicio dioksido priedais (SiO DU), magnezija (MgO), arba neįprastų žemių oksidai, naudojami kaip pagalbinės sukepinimo priemonės tankinimui reklamuoti ir grūdų vystymuisi kontroliuoti dirbant aukštoje temperatūroje.

Didesnės grynumo savybės (pvz., 99.5% ir daugiau) pasižymi puikia elektrine varža ir šilumos laidumu, tuo tarpu mažesnio grynumo kitimai (90– 96%) pasiūlyti įperkamus sprendimus mažiau reiklioms programoms.

1.2 Elektroninio patikimumo mikrostruktūra ir defektų projektavimas

Aliuminio oksido substratų efektyvumas skaitmeninėse sistemose yra rimtai pagrįstas mikrostruktūros harmonija ir problemų mažinimu.

Bauda, vienoda grūdų struktūra– paprastai svyruoja nuo 1 į 10 mikrometrų– užtikrina tam tikrą mechaninį stabilumą ir sumažina įtrūkimų atsiradimo tikimybę esant šiluminiam ar mechaniniam nerimui.

Poringumas, ypač tarpusavyje ar paviršiumi sujungtos poros, turi būti sumažintas iki minimumo, nes jis mažina mechaninį atsparumą ir dielektrines savybes.

Pažangios apdorojimo strategijos, tokios kaip juostos platinimas, izostatinis presavimas, ir reguliuojamas sukepinimas ore arba valdomoje aplinkoje leidžia gaminti beveik teorinio storio substratus (> 99.5%) ir paviršiaus šiurkštumą žemiau 0.5 µm, itin svarbus plonasluoksniam metalizavimui ir kabelių sujungimui.

Papildomai, priemaišų atsiskyrimas prie grūdų ribos gali sukelti nuotėkio sroves arba elektrocheminę migraciją., reikalaujanti griežtos žaliavos grynumo ir sukepinimo problemų kontrolės, kad būtų užtikrintas ilgalaikis vientisumas drėgnoje arba aukštos įtampos aplinkoje.

2. Gamybos procesai ir substratų statybos technologijos

( Aliuminio oksido keramikos substratai)

2.1 Juostos užtepimas ir ekologiškas kūno apdorojimas

Aliuminio oksido keramikos substratų gamyba pradedama paruošiant itin dispersinę suspensiją, kurioje yra submikronų Al ₂ O trijų miltelių., organiniai rišikliai, plastifikatoriai, dispergentai, ir tirpikliai.

Ši suspensija apdorojama juostos paskleidimo būdu– nepertraukiamas metodas, kai suspensija padengiama perkeliama nešiklio plėvele, naudojant tikslią medicinos specialisto geležtę, kad būtų pasiektas vienodas storis, paprastai tarp 0.1 mm ir 1.0 mm.

Po tirpiklio išsklaidymo, gautas “ekologiška juosta” yra lankstus ir gali būti perforuojamas, išgręžtas, arba pjaustyti lazeriu, kad susidarytų per angas stačioms sujungimams.

Gali būti laminuojami keli sluoksniai, kad būtų pagaminti daugiasluoksniai substratai sudėtingam grandinės asimiliacijai, nors dauguma komercinių programų naudoja vieno sluoksnio konfigūracijas dėl atsilikimo ir šiluminio vystymosi sumetimų.

Tada aplinkai nekenksmingos juostos yra kruopščiai nuplėšiamos, kad pašalintų organinius priedus ir reguliuojamą terminį skaidymąsi prieš paskutinį sukepinimą.

2.2 Sukepinimas ir metalizavimas grandinių derinimui

Sukepinimas atliekamas ore esant tam tikroms temperatūroms 1550 °C ir 1650 °C, kur kietojo kūno difuzija skatina porų pašalinimą ir grūdelių sutirštėjimą, kad būtų pasiektas visiškas tankinimas.

Tiesioginis susitraukimas sukepinimo metu– paprastai 15– 20%– turi būti tiksliai prognozuojama ir pagaminta naudojant aplinkai nekenksmingas juostas, kad galutinio pagrindo matmenys būtų tikslūs.

Sukepinimo laikymasis, ant metalizavimo susidaro laidūs pėdsakai, trinkelės, ir vias.

2 dominuoja pagrindiniai metodai: spausdinimas stora plėvele ir plonasluoksnis nusodinimas.

Storosios plėvelės naujovės, pastos su plieno milteliais (pvz., volframas, molibdenas, arba sidabro-paladžio lydiniai) ant pagrindo atspausdinami šilkografijos būdu ir kartu deginami mažinančioje aplinkoje, kad būtų patvarūs, didelio sukibimo laidininkai.

Didelio tankio arba aukšto dažnio taikymui, Pradinio mokėjimo obligacijų sluoksniams naudojamos plonasluoksnės procedūros, tokios kaip purškimas arba išsklaidymo (pvz., titanas arba chromas) atitinka vario arba aukso, įgalinant submikroninį modelį naudojant fotolitografiją.

„Vias“ yra pilnas laidžių pastų ir sudegintas, kad būtų sukurtos daugiasluoksnės elektrinės jungtys tarp sluoksnių.

3. Elektroninės įrangos funkcinės savybės ir efektyvumo metrika

3.1 Šiluminiai ir elektriniai įpročiai esant funkcinei įtampai

Aliuminio oksido substratai vertinami dėl naudingo vidutinio šilumos laidumo derinio (20– 35 W/m · K už 96– 99.8% Al ₂ O TRYS), tai leidžia patikimai išsklaidyti šilumą nuo elektrinių įrankių, ir didelė varža (> 10 ¹⁴ Ω · centimetrų), užtikrinant ribinę nuotėkio srovę.

Jų dielektrinė konstanta (εᵣ ≈ 9– 10 adresu 1 MHz) yra saugus įvairioms temperatūroms ir reguliarumui, todėl jie tinka aukšto dažnio grandinėms iki daugelio GHZ, nors mažesnės κ medžiagos, tokios kaip lengvas aliuminio nitridas, pasirenkamos mm bangų taikymams.

Šiluminio išsivystymo koeficientas (CTE) aliuminio oksido (~ 6.8– 7.2 ppm/K) yra gana gerai suderintas su silicio (~ 3 ppm/K) ir tam tikri pakavimo lydiniai, termomechaninės įtampos mažinimas prietaiso veikimo ir terminio ciklo metu.

Tačiau, CTE nesutapimas su siliciu išlieka problema naudojant flip-chip ir tiesioginio tvirtinimo štampavimo nustatymus, paprastai reikalaujama naudoti reikalavimus atitinkančius tarpiklius arba užpildymo produktus, kad būtų sumažintas nuovargis.

3.2 Mechaninis efektyvumas ir patvarumas aplinkai

Mechaniškai, aliuminio oksido substratai pasižymi dideliu lenkimo stiprumu (300– 400 MPa) ir puikus matmenų stabilumas po sklypais, leidžianti juos naudoti tvirtoje elektronikoje, skirtoje kosmosui, automobilis, ir komercinės valdymo sistemos.

Jie yra atsparūs vibracijai, šokas, ir šliaužia esant aukštai temperatūrai, išlaikant konstrukcijos stabilumą tiek, kiek 1500 ° C inertinėje aplinkoje.

Drėgnoje atmosferoje, didelio grynumo aliuminio oksidas atskleidžia minimalų drėgmės sugėrimą ir išskirtinį atsparumą jonų judėjimui, tam tikro ilgalaikio vientisumo užtikrinimas lauke ir didelės drėgmės sąlygomis.

Paviršiaus tvirtumas taip pat apsaugo nuo mechaninių pažeidimų tvarkymo ir surinkimo metu, nors reikia gydyti, kad kraštai nesuskiltų dėl esminio trapumo.

4. Pramonės pritaikymas ir technologinė įtaka visuose sektoriuose

4.1 Galios elektronika, RF moduliai, ir automobilių įranga

Aliuminio oksido keramikos substratai yra visur galios elektroniniuose moduliuose, susidedantis iš izoliuotų vartų dvipolių tranzistorių (IGBT), MOSFET, ir lygintuvai, kur jie užtikrina elektros izoliaciją ir skatina šilumos perdavimą šilumos kriauklėms.

Radijo dažnyje (RF) ir mikrobangų grandinės, jie veikia kaip hibridinių integrinių grandynų paslaugų teikėjų sistemos (HIC), paviršiaus ploto akustinė banga (Pjūklas) filtrai, ir antenų tiekimo tinklai dėl saugių dielektrinių namų ir mažesnio nuostolių tangento.

Automobilių rinkoje, aliuminio oksido substratai naudojami variklio valdymo įrenginiuose (ECU), jutiklių planai, ir elektrinis sunkvežimis (EV) galios keitikliai, kur jie atlaiko šilumą, terminis dviratis, ir tiesioginis destruktyvių skysčių poveikis.

Dėl jų patikimumo iškilus rimtoms problemoms jie yra svarbūs saugai svarbioms sistemoms, tokioms kaip stabdžių antiblokavimas (PILVO RAUMENYS) ir pažangios pagalbos vairuotojui sistemos (ADAS).

4.2 Medicinos instrumentai, Aviacijos erdvė, ir atsirandantys mikroelektromechaniniai sprendimai

Be klientų ir pramoninės elektronikos, aliuminio oksido substratai naudojami implantuojamuose klinikiniuose prietaisuose, tokiuose kaip širdies stimuliatoriai ir neurostimuliatoriai, kur hermetiškas sandarumas ir biologinis suderinamumas yra gyvybiškai svarbūs.

Aviacijos erdvėje ir gynyboje, jie naudojami aviacijos elektronikoje, radarų sistemos, ir palydovinės sąveikos moduliai dėl jų atsparumo spinduliuotei ir stabilumo dulkių siurblio nustatymuose.

Be to, Aliuminis vis dažniau naudojamas kaip konstrukcinė ir apsauginė sistema mikroelektromechaninėse sistemose (MEMS), sudarytas iš slėgio jutiklių, akselerometrai, ir mikrofluidiniai įrankiai, kur naudingas jo cheminis inertiškumas ir suderinamumas su plonos plėvelės tvarkymu.

Kadangi skaitmeninėms sistemoms tebereikia didesnio galios storio, miniatiūrizavimas, ir vientisumas sunkiomis sąlygomis, aliuminio oksido keramikos substratai ir toliau yra kertinis produktas, susiejant erdvę tarp efektyvumo, išlaidas, ir gaminamumas naujoviškose skaitmeninių gaminių pakuotėse.

5. Tiekėjas

Alumina Technology Co., Ltd daugiausia dėmesio skiria tyrimams ir plėtrai, aliuminio oksido miltelių gamyba ir pardavimas, aliuminio oksido gaminiai, aliuminio oksido tiglis, ir tt, aptarnaujanti elektroniką, keramika, chemijos ir kitose pramonės šakose. Nuo pat įkūrimo m 2005, įmonė įsipareigojo teikti klientams geriausius produktus ir paslaugas. Jei ieškote aukštos kokybės aliuminio oksidas al2o3, nedvejodami susisiekite su mumis. ([email protected])
Žymos: Aliuminio oksido keramikos substratai, Aliuminio keramika, aliuminio oksidas

Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.

Pasiteiraukite mūsų