Vir elektroniese verpakking speel keramieksubstrate 'n sleutelrol in die koppeling van die interne en eksterne hitte-afvoerkanale, sowel as beide elektriese interkonneksie en meganiese ondersteuning. Keramieksubstrate het die voordele van hoë termiese geleidingsvermoë, goeie hitteweerstand, hoë meganiese sterkte en lae termiese uitsettingskoëffisiënt, en dit is die algemene substraatmateriale vir die verpakking van kraghalfgeleiertoestelle.
Wat die struktuur en vervaardigingsproses betref, word keramieksubstrate in 5 tipes geklassifiseer.
Hoë-temperatuur saamgevuurde meerlaagse keramieksubstrate (HTCC)
Lae-temperatuur saamgevuurde keramieksubstrate (LTCC)
Dikfilmkeramieksubstrate (TFC)
Direkte gebonde koperkeramieksubstrate (DBC)
Direkte geplateerde koperkeramieksubstrate (DPC)
Verskillende produksieprosesse
Direct Bonded Copper (DBC) keramieksubstraat word vervaardig deur suurstof tussen koper en keramiek by te voeg om Cu-O eutektiese oplossing tussen 1065~1083℃ te verkry, gevolg deur die reaksie om intermediêre fase (CuAlO2 of CuAl2O4) te verkry, en sodoende die chemiese metallurgiese kombinasie te verwesenlik van Cu-plaat en keramieksubstraat, en dan uiteindelik die grafiese voorbereiding deur litografie-tegnologie te besef om die stroombaan te vorm.
Die termiese uitsettingskoëffisiënt van die DBC-substraat is baie naby aan dié van LED-epitaksiale materiale, wat die termiese spanning wat tussen die skyfie en die substraat gegenereer word aansienlik kan verminder.
Direct Plated Copper (DPC) keramieksubstraat word gemaak deur 'n koperlaag op die keramieksubstraat te sputter, dan bloot te lê, geëts, ontfilm, en uiteindelik die dikte van die koperlyn te vergroot deur elektroplatering of chemiese platering, nadat die fotoweerstand verwyder is, die gemetalliseerde lyn is voltooi.
Verskillende voordele en nadele
Voordele van DBC Keramiek Substraat
Aangesien koperfoelie goeie elektriese en termiese geleidingsvermoë het, het DBC die voordele van goeie termiese geleidingsvermoë, goeie isolasie, hoë betroubaarheid, en is wyd gebruik in IGBT-, LD- en CPV-pakkette. Veral as gevolg van die dikker koperfoelie (100 ~ 600μm), het dit ooglopende voordele op die gebied van IGBT- en LD-verpakking.
Nadele van DBC-keramiese substraat
Die produksieproses gebruik 'n eutektiese reaksie tussen Cu en Al2O3 by hoë temperature, wat 'n hoë vlak van produksietoerusting en prosesbeheer vereis, wat die koste dus hoog maak.
As gevolg van die maklike generering van mikroporositeit tussen die Al2O3- en Cu-laag, wat die termiese skokweerstand van die produk verminder, word hierdie nadele die bottelnek van DBC-substraatbevordering.
Voordele van DPC-keramiek-substraat
Die lae-temperatuur proses (onder 300°C) word gebruik, wat die nadelige uitwerking van hoë temperatuur op die materiaal of lynstruktuur heeltemal vermy en ook die koste van die vervaardigingsproses verminder.
Die gebruik van dun film en fotolitografie tegnologie, sodat die substraat op die metaal lyn fyner, sodat die DPC substraat is ideaal vir die belyning van hoë akkuraatheid vereistes vir die verpakking van elektroniese toestelle.
Nadele van DPC Keramiek Substraat
Beperkte dikte van die geëlektroplateerde gedeponeerde koperlaag en hoë besoedeling van elektroplateringsafvaloplossing.
Die bindingssterkte tussen die metaallaag en die keramiek is laag, en die betroubaarheid van die produk is laag wanneer dit toegedien word.
