Электрондық қаптамалар үшін керамикалық субстраттар ішкі және сыртқы жылу тарату арналарын, сондай-ақ электрлік өзара байланыс пен механикалық тіректерді қосуда шешуші рөл атқарады. Керамикалық субстраттар жоғары жылу өткізгіштік, жақсы ыстыққа төзімділік, жоғары механикалық беріктік және жылу кеңеюінің төмен коэффициентінің артықшылықтарына ие және олар қуатты жартылай өткізгіш құрылғыларды орау үшін кең таралған субстрат материалдары болып табылады.
Құрылымы мен өндіріс процесі бойынша керамикалық астарлар 5 түрге бөлінеді.
Жоғары температурада қосылатын көп қабатты керамикалық субстраттар (HTCC)
Төмен температурада қосылатын керамикалық субстраттар (LTCC)
Қалың пленкалы керамикалық субстраттар (TFC)
Тікелей байланыстырылған мыс керамикалық субстраттары (DBC)
Тікелей жалатылған мыс керамикалық субстраттар (DPC)
Әртүрлі өндірістік процестер
Тікелей байланыстырылған мыс (DBC) керамикалық субстрат 1065~1083℃ аралығында Cu-O эвтектикалық ерітіндісін алу үшін мыс пен керамика арасына оттегі қосу арқылы өндіріледі, содан кейін аралық фазаны (CuAlO2 немесе CuAl2O4) алу реакциясы жүреді, осылайша химиялық металлургиялық комбинацияны жүзеге асырады. Cu пластинасынан және керамикалық субстраттан жасалған, содан кейін схеманы құру үшін литография технологиясымен графикалық дайындықты жүзеге асыру.
DBC субстратының термиялық кеңею коэффициенті жарықдиодты эпитаксиалды материалдарға өте жақын, бұл чип пен субстрат арасында пайда болатын термиялық кернеуді айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Тікелей жалатылған мыс (DPC) керамикалық субстрат керамикалық негізге мыс қабатын шашырату арқылы жасалады, содан кейін экспозициялау, ойып алу, пленкадан тазарту және ең соңында мыс сызығының қалыңдығын электрокаптау немесе химиялық жалату арқылы арттыру, фоторезистті алып тастағаннан кейін, металлдандырылған желі аяқталды.
Әртүрлі артықшылықтар мен кемшіліктер
DBC керамикалық субстратының артықшылықтары
Мыс фольгасы жақсы электрлік және жылу өткізгіштікке ие болғандықтан, DBC жақсы жылу өткізгіштіктің, жақсы оқшаулаудың, жоғары сенімділіктің артықшылықтарына ие және IGBT, LD және CPV пакеттерінде кеңінен қолданылады. Әсіресе қалың мыс фольгасының (100 ~ 600 мкм) арқасында IGBT және LD орау саласында айқын артықшылықтарға ие.
DBC керамикалық субстратының кемшіліктері
Өндіріс процесі жоғары температурада Cu және Al2O3 арасындағы эвтектикалық реакцияны қолданады, бұл өндірістік жабдықтың жоғары деңгейін және процесті бақылауды талап етеді, осылайша өзіндік құны жоғары болады.
Өнімнің термиялық соққыға төзімділігін төмендететін Al2O3 және Cu қабаты арасындағы микрокеуектіліктің оңай пайда болуына байланысты, бұл кемшіліктер DBC субстратының алға жылжуына кедергі болады.
DPC керамикалық субстратының артықшылықтары
Төмен температуралық процесс (300°С-тан төмен) қолданылады, ол жоғары температураның материалға немесе желі құрылымына жағымсыз әсерлерін толығымен болдырмайды, сонымен қатар өндіріс процесінің құнын төмендетеді.
Жұқа пленка және фотолитография технологиясын пайдалану, сондықтан металл желісіндегі субстрат жұқа, сондықтан DPC субстраты электронды құрылғыларды орау үшін жоғары дәлдік талаптарын теңестіру үшін өте қолайлы.
DPC керамикалық субстратының кемшіліктері
Электр жалатылған тұндырылған мыс қабатының шектеулі қалыңдығы және гальвания қалдықтарының ерітіндісінің жоғары ластануы.
Металл қабаты мен керамика арасындағы байланыстыру күші төмен, ал өнімнің сенімділігі қолданған кезде төмен.
