Ontzi elektronikoetarako, zeramikazko substratuek funtsezko eginkizuna dute barneko eta kanpoko beroa xahutzeko kanalak konektatzeko, baita interkonexio elektrikoa eta euskarri mekanikoa ere. Zeramikazko substratuek eroankortasun termiko handia, beroarekiko erresistentzia ona, erresistentzia mekaniko handia eta hedapen termikoaren koefiziente baxuaren abantailak dituzte, eta potentzia erdieroaleen gailuen ontziratzeko substratu ohiko materialak dira.
Egiturari eta fabrikazio-prozesuari dagokionez, zeramikazko substratuak 5 motatan sailkatzen dira.
Tenperatura handiko geruza anitzeko zeramikazko substratuak (HTCC)
Tenperatura baxuko sustraitutako zeramikazko substratuak (LTCC)
Film lodiko zeramikazko substratuak (TFC)
Lotura zuzeneko kobrea zeramikazko substratuak (DBC)
Zuzenean estalitako kobrea zeramikazko substratuak (DPC)
Ekoizpen Prozesu desberdinak
Zuzeneko Loturako Kobrea (DBC) zeramikazko substratua kobrearen eta zeramikaren artean oxigenoa gehituz sortzen da 1065 ~ 1083 ℃ arteko Cu-O soluzio eutektikoa lortzeko, eta ondoren, tarteko fasea lortzeko erreakzioa (CuAlO2 edo CuAl2O4), konbinazio metalurgiko kimikoa gauzatuz. Cu plaka eta substratu zeramikazkoa, eta, azkenik, litografia teknologiaren bidezko prestaketa grafikoa gauzatzea zirkuitua osatzeko.
DBC substratuaren hedapen termikoaren koefizientea LED epitaxial materialenaren oso hurbil dago, eta horrek txiparen eta substratuaren artean sortutako estres termikoa nabarmen murrizten du.
Zuzeneko kobrea (DPC) zeramikazko substratua kobrezko geruza bat zeramikazko substratuan sputtering egiten da, gero busti, grabatu, de-filmatu eta, azkenik, kobre-lerroaren lodiera handituz galvanoplastia edo xafla kimikoa erabiliz, fotorresistentea kendu ondoren, lerro metalizatua osatu da.
Abantaila eta desabantaila desberdinak
DBC Zeramika Substratearen abantailak
Kobrezko paperak eroankortasun elektriko eta termiko ona duenez, DBC-k eroankortasun termiko onaren, isolamendu onaren, fidagarritasun handiko abantailak ditu eta oso erabilia izan da IGBT, LD eta CPV paketeetan. Batez ere kobrezko paper lodiagoa dela eta (100 ~ 600μm), abantaila nabariak ditu IGBT eta LD ontzien arloan.
DBC zeramika substratuaren desabantailak
Ekoizpen prozesuak Cu eta Al2O3-ren arteko erreakzio eutektikoa erabiltzen du tenperatura altuetan, eta horrek ekoizpen-ekipamendu eta prozesu-kontrol maila altua eskatzen du, eta, ondorioz, kostua handia da.
Al2O3 eta Cu geruzaren artean mikroporositatearen sorrera erraza dela eta, produktuaren shock termikoaren erresistentzia murrizten duena, desabantaila hauek DBC substratuaren sustapenaren lepo bihurtzen dira.
DPC Zeramika substratearen abantailak
Tenperatura baxuko prozesua (300 °C-tik behera) erabiltzen da, eta horrek erabat saihesten ditu tenperatura altuak materialaren edo lerroaren egituran dituen ondorio kaltegarriak, eta fabrikazio-prozesuaren kostua ere murrizten du.
Film meheen eta fotolitografia teknologiaren erabilera, metalezko lerroaren substratua finagoa izan dadin, DPC substratua ezin hobea da gailu elektronikoen ontziratzeko doitasun handiko eskakizunak lerrokatzeko.
DPC Zeramika Substratearen desabantailak
Electroplated metatutako kobre geruzaren lodiera mugatua eta galvanoplastatze hondakinen soluzioaren kutsadura handia.
Metal geruzaren eta zeramika arteko lotura-indarra baxua da, eta produktuaren fidagarritasuna baxua aplikatzen denean.
