Алумина керамички подлоги: Основните овозможувачи на електронско пакување со високи перформанси и микросистемска интеграција во модерната технологија Алумина al2o3

1. Материјални основи и архитектонски квалитети на керамика од алумина

1.1 Кристалографска и композициска основа на α-Алумина

(Алумина керамички подлоги)

Алумина керамички подлоги, претежно составен од алуминиум оксид со мала тежина (Al 2 O 3), дејствува како столб на модерното електронско пакување на производи поради нивната феноменална рамнотежа на електрична изолација, термичка стабилност, механичка сила, и продуктивност.

Термодинамички најстабилната фаза на алумина при топлина е корундот, или α-Al Два О ДВЕ, што се кристализира во хексагонална блиску спакувана кислородна решетка со алуминиумски јони кои зафаќаат две третини од октаедралните интерстицијални веб-локации.

Овој дебел атомски план дава висока цврстина (Мохс 9), одлична отпорност на абење, и цврста хемиска инертност, правејќи α-алумина соодветна за груби работни средини.

Комерцијалните подлоги обично содржат 90– 99.8% Ал ₂ О ЧЕТИРИ, со мали додатоци на силициум диоксид (SiO ДВЕ), магнезија (MgO), или невообичаени земјени оксиди кои се користат како помагала за синтерување за рекламирање на згуснување и контрола на развојот на зрната при ракување со висока температура.

Квалитети на поголема чистота (на пр., 99.5% и над) покажуваат извонредна електрична отпорност и топлинска спроводливост, додека варијации на помала чистота (90– 96%) нудат прифатливи решенија за помалку тешки апликации.

1.2 Микроструктура и дизајн на дефекти за електронска доверливост

Ефикасноста на подлогите од алумина во дигиталните системи сериозно се заснова на микроструктурна хармонија и намалување на проблемите.

Парична казна, изедначена зрнеста структура– обично се движат од 1 до 10 микрометри– прави одредена механичка стабилност и ја намалува веројатноста за појава на пукнатини под термичка или механичка анксиозност.

Порозност, особено меѓусебно поврзани или површински поврзани пори, мора да се минимизира бидејќи ја намалува механичката цврстина и диелектричните перформанси.

Напредни стратегии за обработка, како што е ширење на лента, изостатско пресување, и регулираното синтерување во воздух или управувани средини овозможуваат производство на подлоги со речиси теоретска дебелина (> 99.5%) и грубоста на површината подолу 0.5 µm, клучно за метализацијата со тенок слој и поврзувањето на кабелот.

Дополнително, сегрегацијата на нечистотијата на границите на зрната може да резултира со струи на истекување или електрохемиска миграција под предрасуди, бара ригорозна контрола врз чистотата на суровината и проблемите со синтерување за да се постигне одреден долготрајна интегритет во влажни или високонапонски средини.

2. Производни процеси и технологии за изградба на подлоги

( Алумина керамички подлоги)

2.1 Ширење лента и еколошка обработка на телото

Производството на алумина керамички подлоги започнува со подготовка на екстремно дисперзирана кашеста маса која содржи субмикронски Al 2 O три прашок, органски врзива, пластификатори, дисперзанти, и растворувачи.

Оваа кашеста маса се обработува со ширење на лента– континуиран метод каде што суспензијата се става на врвот на преместувачка носачка фолија со помош на прецизно медицинско стручно сечило за да се постигне еднаква дебелина, типично помеѓу 0.1 mm и 1.0 мм.

По дисипација на растворувачот, добиениот “еколошка лента” е флексибилен и може да биде удрен, дупчат, или ласерски за да се формираат низ отвори за исправени меѓусебни врски.

Може да се ламинираат повеќе слоеви за да се произведат повеќеслојни подлоги за сложена асимилација на кола, иако поголемиот дел од комерцијалните апликации користат еднослојни конфигурации поради размислувањата за враќање назад и термички развој.

Еколошките ленти потоа прецизно се одврзуваат за да се елиминираат органските адитиви со регулирано термичко распаѓање пред последното синтерување.

2.2 Синтерување и метализација за комбинација на кола

Синтерувањето се врши во воздух на температури помеѓу 1550 ° C и 1650 ° C, каде дифузијата во цврста состојба предизвикува елиминација на порите и крупно зрно за да се постигне целосна згуснување.

Директно собирање во текот на синтерувањето– обично 15– 20%– треба прецизно да се предвиди и да се надополни во стилот на еколошки ленти за да се направи одредена димензионална прецизност на крајниот супстрат.

Усогласеност со синтерување, се става метализација создаваат проводни траги, влошки, и преку.

2 доминираат клучните техники: печатење со дебел филм и таложење со тенок филм.

Во иновацијата со дебел филм, пасти со челични прашоци (на пр., волфрам, молибден, или легури на сребро-паладиум) се испечатени на екранот на подлогата и се палат заедно во намален амбиент за да се развие издржлив, проводници со висока адхезија.

За апликации со висока густина или висока фреквенција, процедурите со тенок филм како што се распрскување или дисипација се користат за слоеви на обврзници за авансно плаќање (на пр., титаниум или хром) усогласени со бакар или злато, овозможувајќи суб-микронска шема со помош на фотолитографија.

Висите се полни со спроводливи пасти и се палат за да развијат електрични меѓусебни врски помеѓу слоевите во повеќеслојни стилови.

3. Метрики за функционални квалитети и ефикасност во електронската опрема

3.1 Термички и електрични навики под функционална тензија

Подлогите од алумина се вреднуваат поради нивната корисна комбинација на умерена топлинска спроводливост (20– 35 W/m · K за 96– 99.8% Ал ₂ О ТРИ), што овозможува сигурно расфрлање на топлото од електричните алати, и висока количина отпорност (> 10 14 Ω · сантиметри), обезбедување на маргинална струја на истекување.

Нивната диелектрична константа (εᵣ ≈ 9– 10 на 1 MHz) е безбеден за широк спектар на температура и регуларност, што ги прави соодветни за високофреквентни кола до бројни ghzs, иако материјалите со пониска κ - како што е алуминиум нитрид со мала тежина се избрани за апликации со mm-бранови.

Коефициентот на термички развој (CTE) на алумина (~ 6,8– 7.2 ppm/K) е прилично добро усогласен со силиконот (~ 3 ppm/K) и одредени легури за пакување, намалување на термомеханичката напнатост при работа на гаџетот и термички циклус.

Сепак, неусогласеноста на CTE со силиконот останува проблем во поставките за преклопување и директно прицврстување со матрица, вообичаено повикува на усогласени интерпозери или производи за недоволно полнење за да се минимизира неуспехот на замор.

3.2 Механичка ефикасност и издржливост на животната средина

Механички, подлогите од алумина покажуваат висока цврстина на виткање (300– 400 MPa) и одлична димензионална стабилност под парцели, дозволувајќи им на нивната употреба во солидна електроника за воздушната, автомобилски, и комерцијални контролни системи.

Тие се имуни на вибрации, шок, и лази на покачени температури, одржување на структурната стабилност колку што 1500 ° C во инертни амбиенти.

Во влажни атмосфери, Алумина со висока чистота открива минимална апсорпција на влажност и извонредна отпорност на движењето на јоните, правејќи одреден долгорочен интегритет во надворешни апликации и апликации со висока влажност.

Цврстината на површината исто така обезбедува наспроти механичките оштетувања при ракување и склопување, иако треба да се преземе третман за да се спречи чипнување на рабовите поради основната кршливост.

4. Индустриски апликации и технолошко влијание низ секторите

4.1 Енергетска електроника, RF модули, и автомобилска опрема

Алумина керамичките подлоги се сеприсутни во енергетските електронски модули, кој се состои од изолирани биполарни транзистори (IGBTs), МОСФЕТИ, и исправувачи, каде што обезбедуваат електрична изолација додека промовираат пренос на топлина во топлинските мијалници.

Во радио фреквенција (RF) и микробранови кола, тие функционираат како системи на даватели на услуги за хибридни интегрирани кола (HICs), акустичен бран на површината (ПИЛА) филтри, и мрежите за напојување на антената поради нивните безбедни диелектрични домови и намалената тангента на загуби.

На автопазарот, алуминаските подлоги се користат во уредите за контрола на моторот (ЕКУ), сензорски планови, и електричен камион (ЕВ) конвертори на моќност, каде што издржуваат горештини, термално возење велосипед, и директно изложување на деструктивни течности.

Нивната сигурност при сериозни проблеми ги прави важни за безбедносните критични системи како што е сопирањето против блокирање (АБДОМИНАЛЕН МУСКУЛ) и напредни системи за помош на возачот (ADAS).

4.2 Медицински инструменти, Воздухопловна, и Произлегувани микро-електро-механички решенија

Надвор од клиентската и индустриската електроника, алумина супстратумите се користат во имплантирани клинички уреди како пејсмејкери и невростимулатори, каде херметичкото запечатување и биокомпатибилноста се од витално значење.

Во воздушната и одбраната, тие се користат во авиониката, радарски системи, и модули за интеракција со сателити како резултат на нивната отпорност на зрачење и стабилност во поставките на правосмукалката.

Понатаму, Алумина се повеќе се користи како структурен и заштитен систем во микро-електро-механички системи (MEMS), се состои од сензори за притисок, акцелерометри, и микрофлуидни алатки, каде што неговата хемиска инертност и компатибилност со ракување со тенок слој се корисни.

Бидејќи дигиталните системи остануваат да бараат поголема дебелина на моќноста, минијатуризација, и интегритет во тешки услови, Алумина керамичките подлоги продолжуваат да бидат клучен производ, поврзување на просторот помеѓу ефикасноста, трошок, и производственост во иновативно дигитално пакување на производи.

5. Добавувачот

Alumina Technology Co., Ltd се фокусира на истражување и развој, производство и продажба на алуминиум оксид во прав, производи од алуминиум оксид, ролна со алуминиум оксид, итн., опслужување на електрониката, керамика, хемиски и други индустрии. Од своето основање во 2005, компанијата е посветена да им обезбеди на клиентите најдобри производи и услуги. Ако барате висок квалитет алумина al2o3, Ве молиме слободно контактирајте не. ([email protected])
Тагови: Алумина керамички подлоги, Алумина керамика, алумина

Сите статии и слики се од Интернет. Ако има некакви проблеми со авторските права, ве молиме контактирајте со нас на време за да го избришете.

Прашајте не