Fyrir rafrænar umbúðir gegna keramik hvarfefni lykilhlutverki við að tengja innri og ytri hitaleiðnirásir, sem og bæði raftengingu og vélrænan stuðning. Keramik hvarfefni hafa kosti mikillar hitaleiðni, góðrar hitaþols, mikils vélræns styrks og lágs varmaþenslustuðulls, og þau eru algeng undirlagsefni fyrir umbúðir aflhálfleiðara.
Hvað varðar uppbyggingu og framleiðsluferli eru keramik hvarfefni flokkuð í 5 gerðir.
Háhita sambrennt fjöllaga keramik undirlag (HTCC)
Lághita sambrennt keramik undirlag (LTCC)
Þykkt filmu keramik undirlag (TFC)
Bein bundin kopar keramik undirlag (DBC)
Beinhúðuð koparkeramik undirlag (DPC)
Mismunandi framleiðsluferli
Direct Bonded Copper (DBC) keramik hvarfefni er framleitt með því að bæta súrefni á milli kopar og keramik til að fá Cu-O eutectic lausn á milli 1065 ~ 1083 ℃, fylgt eftir með hvarfinu til að fá millistig (CuAlO2 eða CuAl2O4), þannig að átta sig á efnafræðilegu málmvinnslusamsetningunni af Cu plötu og keramik hvarfefni, og þá loksins að átta sig á grafískum undirbúningi með steinþrykk tækni til að mynda hringrásina.
Varmaþenslustuðull DBC undirlagsins er mjög nálægt því sem er í LED epitaxial efni, sem getur dregið verulega úr hitaspennu sem myndast á milli flísarinnar og undirlagsins.
Direct Plated Copper (DPC) keramik undirlag er búið til með því að spúða koparlagi á keramik undirlagið, síðan afhjúpa, æta, affilma og að lokum auka þykkt koparlínunnar með rafhúðun eða efnahúðun, eftir að ljósþolinn hefur verið fjarlægður, málmhúðuð lína er lokið.
Mismunandi kostir og gallar
Kostir DBC Ceramic Substrate
Þar sem koparpappír hefur góða raf- og hitaleiðni, hefur DBC kosti góðrar hitaleiðni, góðrar einangrunar, mikillar áreiðanleika og hefur verið mikið notaður í IGBT, LD og CPV pakka. Sérstaklega vegna þykkari koparþynnunnar (100 ~ 600μm) hefur það augljósa kosti á sviði IGBT og LD umbúða.
Ókostir við DBC keramik undirlag
Framleiðsluferlið notar eutectic hvarf á milli Cu og Al2O3 við háan hita, sem krefst mikils framleiðslubúnaðar og ferlistýringar, sem gerir kostnaðinn háan.
Vegna auðveldrar myndunar örporosity milli Al2O3 og Cu lagsins, sem dregur úr hitaáfallsþol vörunnar, verða þessir ókostir flöskuhálsinn á kynningu á DBC undirlagi.
Kostir DPC keramik undirlags
Notað er lághitaferlið (undir 300°C), sem forðast algjörlega skaðleg áhrif háhita á efni eða línubyggingu og dregur einnig úr kostnaði við framleiðsluferlið.
Notkun þunnrar kvikmyndar og ljóslithography tækni, þannig að undirlagið á málmlínunni fínni, þannig að DPC undirlagið er tilvalið til að stilla upp kröfur um mikla nákvæmni fyrir umbúðir rafeindatækja.
Ókostir við DPC keramik undirlag
Takmörkuð þykkt rafhúðaðs útsetts koparlags og mikil mengun á rafhúðun úrgangslausn.
Tengistyrkur milli málmlagsins og keramiksins er lítill og áreiðanleiki vörunnar er lítill þegar hún er borin á.
