Elektroonikapakendite puhul mängivad keraamilised aluspinnad võtmerolli sisemiste ja väliste soojuse hajumise kanalite ühendamisel ning nii elektrilise ühendamise kui ka mehaanilise toe ühendamisel. Keraamiliste substraatide eelisteks on kõrge soojusjuhtivus, hea kuumakindlus, kõrge mehaaniline tugevus ja madal soojuspaisumiskoefitsient ning need on tavalised substraadimaterjalid toitepooljuhtseadmete pakendamiseks.
Struktuuri ja tootmisprotsessi järgi liigitatakse keraamilised aluspinnad 5 tüüpi.
Kõrgtemperatuurilised koospõletatud mitmekihilised keraamilised aluspinnad (HTCC)
Madala temperatuuriga koospõletatud keraamilised aluspinnad (LTCC)
Pakskihiga keraamilised substraadid (TFC)
Otseühendatud vaskkeraamilised substraadid (DBC)
Otsesega kaetud vaskkeraamilised substraadid (DPC)
Erinevad tootmisprotsessid
Otsese sidemega vase (DBC) keraamiline substraat saadakse hapniku lisamisega vase ja keraamika vahele, et saada Cu-O eutektiline lahus temperatuuril vahemikus 1065–1083 ℃, millele järgneb reaktsioon vahefaasi (CuAlO2 või CuAl2O4) saamiseks, realiseerides seega keemilise metallurgilise kombinatsiooni. Cu-plaadist ja keraamilisest substraadist ning lõpuks realiseerides vooluringi moodustamiseks litograafiatehnoloogia abil graafilise ettevalmistuse.
DBC substraadi soojuspaisumistegur on väga lähedane LED-epitaksiaalsete materjalide omale, mis võib oluliselt vähendada kiibi ja põhimiku vahel tekkivat termilist pinget.
Direct Plated Copper (DPC) keraamiline substraat valmistatakse vasekihi pihustamise teel keraamilisele aluspinnale, seejärel paljastatakse, söövitatakse, eemaldatakse kile ja lõpuks suurendatakse vase joone paksust galvaniseerimise või keemilise plaadistamise teel, pärast fotoresisti eemaldamist. metalliseeritud liin on valmis.
Erinevad eelised ja puudused
DBC keraamilise substraadi eelised
Kuna vaskfooliumil on hea elektri- ja soojusjuhtivus, on DBC eelisteks hea soojusjuhtivus, hea isolatsioon ja kõrge töökindlus ning seda on laialdaselt kasutatud IGBT-, LD- ja CPV-pakettides. Eriti tänu paksemale vaskfooliumile (100 ~ 600 μm) on sellel ilmsed eelised IGBT- ja LD-pakendite valdkonnas.
DBC keraamilise substraadi puudused
Tootmisprotsessis kasutatakse kõrgel temperatuuril Cu ja Al2O3 vahelist eutektilist reaktsiooni, mis nõuab kõrgetasemelist tootmisseadmete ja protsessi juhtimist, muutes seega kulud kõrgeks.
Kuna Al2O3 ja Cu kihi vahel tekib lihtne mikropoorsus, mis vähendab toote termilise šoki vastupidavust, muutuvad need puudused DBC substraadi edendamise kitsaskohaks.
DPC keraamilise substraadi eelised
Kasutatakse madala temperatuuriga protsessi (alla 300 °C), mis väldib täielikult kõrge temperatuuri kahjulikku mõju materjalile või liini struktuurile ning vähendab ka tootmisprotsessi kulusid.
Õhukese kile ja fotolitograafia tehnoloogia kasutamine, nii et metalljoon oleks peenem, nii et DPC-substraat sobib ideaalselt elektroonikaseadmete pakendamise kõrgete täpsusnõuetega vastavusse viimiseks.
DPC keraamilise substraadi puudused
Galvaniseeritud sadestatud vasekihi piiratud paksus ja galvaniseerimisjäätmete lahuse kõrge saastatus.
Metallikihi ja keraamika vaheline nakketugevus on madal ning toote töökindlus pealekandmisel madal.
