За електронското пакување, керамичките подлоги играат клучна улога во поврзувањето на внатрешните и надворешните канали за дисипација на топлина, како и за електричната интерконекција и механичката поддршка. Керамичките подлоги ги имаат предностите на висока топлинска спроводливост, добра отпорност на топлина, висока механичка цврстина и низок коефициент на термичка експанзија и тие се вообичаени материјали за подлогата за пакување на енергетски полупроводнички уреди.
Во однос на структурата и процесот на производство, керамичките подлоги се класифицирани во 5 типа.
Повеќеслојни керамички подлоги на високотемпературни корекции (HTCC)
Керамички подлоги со ниски температури со исто горење (LTCC)
Керамички супстрати со дебел филм (TFC)
Директно врзани бакарни керамички подлоги (DBC)
Директно обложени бакарни керамички подлоги (DPC)
Различни производствени процеси
Керамичката подлога со директно сврзан бакар (DBC) се произведува со додавање кислород помеѓу бакар и керамика за да се добие Cu-O еутектичен раствор помеѓу 1065-1083℃, проследено со реакција за да се добие средна фаза (CuAlO2 или CuAl2O4), со што се реализира хемиската металуршка комбинација од Cu плоча и керамичка подлога, а потоа конечно да се реализира графичката подготовка со технологија на литографија за да се формира колото.
Коефициентот на термичка експанзија на подлогата DBC е многу блиску до оној на LED епитаксијалните материјали, што може значително да го намали термичкиот стрес создаден помеѓу чипот и подлогата.
Керамичката подлога директно позлатена бакар (DPC) се прави со распрскување на бакарен слој на керамичката подлога, потоа изложување, гравирање, дефилирање и на крајот зголемување на дебелината на бакарната линија со галванизација или хемиско позлата, откако ќе се отстрани фоторезистот, метализирана линија е завршена.
Различни предности и недостатоци
Предности на DBC керамичката подлога
Бидејќи бакарната фолија има добра електрична и топлинска спроводливост, DBC ги има предностите на добра топлинска спроводливост, добра изолација, висока доверливост и широко се користи во пакетите IGBT, LD и CPV. Особено поради подебелата бакарна фолија (100~600μm), има очигледни предности во областа на пакувањето IGBT и LD.
Недостатоци на DBC керамичката подлога
Процесот на производство користи евтектичка реакција помеѓу Cu и Al2O3 на високи температури, што бара високо ниво на опрема за производство и контрола на процесот, со што цената е висока.
Поради лесното создавање на микропорозност помеѓу слојот Al2O3 и Cu, што ја намалува отпорноста на термички шок на производот, овие недостатоци стануваат тесно грло на промоцијата на подлогата DBC.
Предности на DPC керамичката подлога
Се користи нискотемпературен процес (под 300°C), кој целосно ги избегнува негативните ефекти од високата температура врз материјалот или структурата на линијата, а исто така ги намалува трошоците за процесот на производство.
Употребата на тенок филм и фотолитографија технологија, така што подлогата на металната линија пофини, така што DPC подлогата е идеална за усогласување на висока прецизност барања за пакување на електронски уреди.
Недостатоци на DPC керамичката подлога
Ограничена дебелина на галванизираниот депониран бакарен слој и високо загадување на отпадниот раствор на галванизација.
Јачината на поврзување помеѓу металниот слој и керамиката е мала, а доверливоста на производот е мала кога се нанесува.
