Alumina keramik substratlar: Zamonaviy texnologiyalarda yuqori samarali elektron qadoqlash va mikrotizim integratsiyasining asoslari alumina al2o3

1. Alumina keramikasining moddiy asoslari va me'moriy sifatlari

1.1 a-alyuminiy oksidning kristallografik va kompozitsion asoslari

(Alumina keramik substratlar)

Alumina seramika substratlari, asosan engil alyuminiy oksididan iborat (Al ₂ O ₃), Elektr izolyatsiyasining ajoyib muvozanati tufayli zamonaviy elektron mahsulot qadoqlashning asosi bo'lib xizmat qiladi., termal barqarorlik, mexanik kuch, va ishlab chiqarish qobiliyati.

Issiqlikdagi alyuminiy oksidining termodinamik jihatdan eng barqaror fazasi korunddir, yoki a-Al Ikki O IKKI, Oktaedral interstitsial veb-saytlarning uchdan ikki qismini egallagan alyuminiy ionlari bilan olti burchakli zich o'ralgan kislorod panjarasida kristallanadi..

Ushbu qalin atom rejasi yuqori qattiqlikni beradi (Mohs 9), mukammal aşınma qarshilik, va qattiq kimyoviy inertlik, a-alyuminiyni qo'pol ish muhitlari uchun mos qilish.

Tijorat substratlar odatda 90 ni o'z ichiga oladi– 99.8% Al ₂ O TO'RT, kichik kremniy qo'shimchalari bilan (SiO IKKI), magnesiya (MgO), yoki yuqori haroratda ishlov berish paytida donning zichlashishi va rivojlanishini nazorat qilish uchun sinterlash yordami sifatida ishlatiladigan oddiy tuproq oksidlari.

Kattaroq poklik fazilatlari (masalan, 99.5% va ustidan) ajoyib elektr qarshiligi va issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rsatish, pastroq tozalik o'zgarishlari bilan birga (90– 96%) kamroq talab qilinadigan ilovalar uchun arzon echimlarni taklif qiling.

1.2 Elektron ishonchliligi uchun mikro tuzilma va nuqsonli dizayn

Raqamli tizimlarda alumina substratlarining samaradorligi jiddiy ravishda mikro tuzilmaviy uyg'unlikka va muammolarni kamaytirishga asoslangan..

Jarima, teng o'qli don tuzilishi– odatda gacha 1 uchun 10 mikrometrlar– ma'lum mexanik barqarorlikni ta'minlaydi va termal yoki mexanik tashvish ostida yoriqlar paydo bo'lish ehtimolini kamaytiradi.

Porozlik, ayniqsa, bir-biriga bog'langan yoki sirt bilan bog'langan teshiklar, kamaytirish kerak, chunki u ham mexanik chidamlilikni, ham dielektrik ish faoliyatini yomonlashtiradi.

Lentalarni yoyish kabi ilg'or qayta ishlash strategiyalari, izostatik presslash, havoda yoki boshqariladigan muhitda tartibga solinadigan sinterlash nazariy qalinligiga yaqin substratlarni ishlab chiqarish imkonini beradi. (> 99.5%) va pastda sirt maydoni pürüzlülüğü 0.5 mkm, yupqa plyonkali metallizatsiya va kabelni ulash uchun juda muhimdir.

Qo'shimcha, don chegaralarida nopokliklarni ajratish noto'g'ri fikr ostida oqish oqimlari yoki elektrokimyoviy migratsiyaga olib kelishi mumkin, nam yoki yuqori kuchlanishli muhitda uzoq muddatli yaxlitlikni ta'minlash uchun xom ashyo tozaligi va sinterlash muammolari ustidan qattiq nazoratni talab qiladi..

2. Ishlab chiqarish jarayonlari va pastki qatlamlarni qurish texnologiyalari

( Alumina keramik substratlar)

2.1 Lentalarni yoyish va tanaga ekologik toza ishlov berish

Alumina keramika substratlarini ishlab chiqarish submikron Al ₂ O uch kukunini o'z ichiga olgan juda dispers atala tayyorlashdan boshlanadi., organik bog'lovchilar, plastifikatorlar, dispersantlar, va erituvchilar.

Ushbu atala lenta yoyish orqali qayta ishlanadi– Uzluksiz usul, bunda suspenziya bir xil qalinlikka erishish uchun aniq tibbiy professional pichoqdan foydalangan holda ko'chiriladigan tashuvchi plyonka bilan qoplangan., odatda orasida 0.1 mm va 1.0 mm.

Erituvchi tarqalib ketgandan keyin, natijada “ekologik toza lenta” egiluvchan va teshilishi mumkin, burg'ulash, yoki vertikal o'zaro bog'lanishlar uchun teshiklar orqali hosil qilish uchun lazer bilan kesish.

Murakkab sxemalarni assimilyatsiya qilish uchun ko'p qatlamli substratlarni ishlab chiqarish uchun bir nechta qatlamlar laminatlangan bo'lishi mumkin, Garchi tijorat ilovalarining aksariyati sizni orqaga qaytarish va issiqlik rivojlanishini hisobga olgan holda bir qatlamli konfiguratsiyalardan foydalanadi.

So'ngra oxirgi sinterlashdan oldin tartibga solinadigan termal parchalanish bilan organik qo'shimchalarni yo'q qilish uchun atrof-muhitga zarar keltiradigan lentalar ehtiyotkorlik bilan ajratiladi..

2.2 Sxemalarni birlashtirish uchun sinterlash va metalllashtirish

Sinterlash havoda ular orasidagi haroratlarda amalga oshiriladi 1550 ° C va 1650 ° C, Bu erda qattiq holatdagi diffuziya g'ovaklarni yo'q qilishga va to'liq zichlikka erishish uchun donning kattalashishiga olib keladi..

Sinterlash davomida to'g'ridan-to'g'ri qisqarish– odatda 15– 20%– Yakuniy substratning ma'lum o'lchovli aniqligini ta'minlash uchun aniq prognoz qilish va atrof-muhitga mos lentalar uslubida to'ldirish kerak..

Sinterlashga rioya qilish, metallizatsiya o'tkazuvchan izlar hosil qiladi, prokladkalar, va yo'llar.

2 asosiy texnikalar ustunlik qiladi: qalin plyonkali bosma va yupqa qatlamli cho'kma.

Qalin plyonkali innovatsiyada, po'lat kukunlari bo'lgan pastalar (masalan, volfram, molibden, yoki kumush-palladiy qotishmalari) Substratga ekranda bosiladi va bardoshli bo'lishi uchun kamaytiruvchi muhitda birga pishiriladi, yuqori yopishqoq o'tkazgichlar.

Yuqori zichlikli yoki yuqori chastotali ilovalar uchun, avans to'lov qatlamlari uchun purkash yoki tarqalish kabi yupqa plyonkali protseduralar qo'llaniladi. (masalan, titan yoki xrom) mis yoki oltin bilan mos keladi, fotolitografiya yordamida sub-mikron naqshini ta'minlash.

Vialar o'tkazuvchan pastalarga to'la va ko'p qatlamli uslubdagi qatlamlar orasidagi elektr aloqalarini rivojlantirish uchun yoqiladi..

3. Elektron uskunalarda funktsional sifatlar va samaradorlik ko'rsatkichlari

3.1 Funktsional kuchlanish ostidagi issiqlik va elektr odatlari

Alumina substratlari o'rtacha issiqlik o'tkazuvchanligining foydali kombinatsiyasi uchun baholanadi (20– 35 96 uchun Vt/m · K– 99.8% Al ₂ O UCH), bu elektr asboblaridan ishonchli issiqlik tarqalishiga imkon beradi, va yuqori miqdordagi qarshilik (> 10 ¹⁴ Ō · santimetr), marginal qochqin oqimini ta'minlash.

Ularning dielektrik doimiyligi (eᵣ ≈ 9– 10 da 1 MGts) keng harorat va muntazamlik xilma-xilligida xavfsizdir, ularni ko'p gts gacha bo'lgan yuqori chastotali sxemalar uchun mos qilish, mm-to'lqinli ilovalar uchun engil alyuminiy nitridi kabi past k-k materiallar tanlangan bo'lsa-da.

Issiqlik rivojlanish koeffitsienti (CTE) aluminadan (~ 6.8– 7.2 ppm/K) kremniynikiga juda mos keladi (~ 3 ppm/K) va ma'lum qadoqlash qotishmalari, gadjetning ishlashi va termal velosipedda termo-mexanik kuchlanishni pasaytirish.

Biroq, CTEning kremniy bilan mos kelmasligi flip-chip va to'g'ridan-to'g'ri biriktiruvchi o'rnatishlarda muammo bo'lib qolmoqda., odatda charchoqning muvaffaqiyatsizligini kamaytirish uchun mos keladigan vositachilarni yoki to'ldirish mahsulotlarini talab qiladi.

3.2 Mexanik samaradorlik va atrof-muhitga chidamlilik

Mexanik tarzda, alumina substratlari yuqori egilish kuchini ko'rsatadi (300– 400 MPa) va lotlar ostida mukammal o'lchov barqarorligi, aerokosmik uchun mustahkam elektronikada ulardan foydalanishga imkon beradi, avtomobil, va tijorat nazorati tizimlari.

Ular tebranishlarga qarshi immunitetga ega, zarba, va yuqori haroratlarda o'rmalanadi, kabi strukturaviy barqarorlikni saqlab qolish 1500 inert muhitda ° C.

Nam atmosferalarda, yuqori tozaligi alumina minimal nam singishi va ion harakatiga ajoyib qarshilik ochib beradi, tashqi va yuqori namlikli ilovalarda ma'lum uzoq muddatli yaxlitlikni ta'minlash.

Sirtning mustahkamligi ham ishlov berish va yig'ish paytida mexanik shikastlanishlarga nisbatan xavfsizdir, asosiy mo'rtlik tufayli chekka chiplari oldini olish uchun davolash kerak bo'lsa-da.

4. Sanoat ilovalari va tarmoqlar bo'yicha texnologik ta'sir

4.1 Quvvat elektronikasi, RF modullari, va avtomobil uskunalari

Alumina keramik substratlar quvvat elektron modullarida hamma joyda mavjud, izolyatsiyalangan eshikli bipolyar tranzistorlardan iborat (IGBTlar), MOSFETlar, va rektifikatorlar, Bu erda ular elektr izolyatsiyasini ta'minlaydi, shu bilan birga issiqlik batareyalariga issiqlik o'tkazilishini ta'minlaydi.

Radio chastotasida (RF) va mikroto'lqinli sxemalar, ular gibrid integral mikrosxemalar uchun xizmat ko'rsatuvchi tizim sifatida ishlaydi (HIClar), sirt maydoni akustik to'lqin (SAW) filtrlar, va xavfsiz dielektrik uylari va kamaytirilgan yo'qotish tangensi tufayli antennalarni oziqlantirish tarmoqlari.

Avtomobil bozorida, alyuminiy oksidi substratlari dvigatelni boshqarish qurilmalarida qo'llaniladi (ECU), sensor rejalari, va elektr yuk mashinasi (EV) quvvat konvertorlari, ular issiqlikka bardosh beradigan joyda, termal velosipedda yurish, va halokatli suyuqliklarga bevosita ta'sir qilish.

Jiddiy muammolarda ularning ishonchliligi ularni blokirovkaga qarshi tormozlash kabi xavfsizlik uchun muhim tizimlar uchun muhim qiladi (Qorin muskuli) va rivojlangan haydovchilarga yordam tizimlari (ADAS).

4.2 Tibbiy asboblar, Aerokosmik, va paydo bo'ladigan mikro-elektro-mexanik echimlar

Mijoz va sanoat elektronikasidan tashqari, alumina substratlari yurak stimulyatori va neyrostimulyatorlar kabi implantatsiya qilinadigan klinik qurilmalarda qo'llaniladi., bu erda germetik muhrlanish va biomoslashuv juda muhimdir.

Aerokosmik va mudofaa sohasida, Ular avionikada qo'llaniladi, radar tizimlari, va sun'iy yo'ldosh o'zaro ta'sir modullari changyutgich sozlamalarida radiatsiya qarshiligi va barqarorligi natijasida.

Bundan tashqari, alumina mikroelektro-mexanik tizimlarda strukturaviy va himoya tizimi sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda. (MEMS), bosim datchiklaridan iborat, akselerometrlar, va mikrosuyuqlik vositalari, bu erda uning kimyoviy inertligi va nozik plyonka bilan ishlov berish bilan mosligi foydalidir.

Raqamli tizimlar katta quvvat qalinligini talab qiladi, miniatyuralashtirish, va og'ir sharoitlarda yaxlitlik, alumina keramika substratlari asosiy tosh mahsuloti bo'lib qolmoqda, samaradorlik orasidagi bo'shliqni bog'lash, xarajat, va innovatsion raqamli mahsulotni qadoqlashda ishlab chiqarish qobiliyati.

5. Yetkazib beruvchi

Alumina Technology Co., Ltd tadqiqot va ishlanmalarga e'tibor qaratadi, alyuminiy oksidi kukunini ishlab chiqarish va sotish, alyuminiy oksidi mahsulotlari, alyuminiy oksidi tigel, va hokazo., elektronikaga xizmat ko'rsatish, keramika, kimyo va boshqa sanoat tarmoqlari. yilda tashkil topganidan beri 2005, kompaniya mijozlarga eng yaxshi mahsulot va xizmatlarni taqdim etish majburiyatini olgan. Agar siz yuqori sifatni qidirsangiz alumina al2o3, iltimos biz bilan bog'laning. ([email protected])
Teglar: Alumina keramik substratlar, Alumina keramika, alumina

Barcha maqolalar va rasmlar Internetdan olingan. Agar mualliflik huquqi bilan bog'liq muammolar mavjud bo'lsa, o'chirish uchun o'z vaqtida biz bilan bog'laning.

Bizdan so'rang