Цахим сав баглаа боодлын хувьд керамик субстрат нь дотоод болон гадаад дулаан ялгаруулах сувгийг холбоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд цахилгааны холболт, механик дэмжлэгийг хоёуланг нь гүйцэтгэдэг. Керамик субстрат нь дулаан дамжуулалт сайтай, дулаан тэсвэрлэх чадвар сайтай, механик бат бөх чанар сайтай, дулааны тэлэлтийн бага коэффициент зэрэг давуу талтай бөгөөд тэдгээр нь цахилгаан хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг савлахад түгээмэл хэрэглэгддэг субстратын материал юм.
Бүтэц болон үйлдвэрлэлийн процессын хувьд керамик дэвсгэрийг 5 төрөлд ангилдаг.
Өндөр температурт хамтран галладаг олон давхаргат керамик субстрат (HTCC)
Бага температурт хамтран галладаг керамик субстрат (LTCC)
Зузаан хальсан керамик субстрат (TFC)
Шууд наалдсан зэс керамик субстрат (DBC)
Шууд бүрсэн зэс керамик субстрат (DPC)
Төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн процессууд
Шууд наалдсан зэс (DBC) керамик субстратыг зэс, керамик хоёрын хооронд хүчилтөрөгч нэмснээр 1065~1083℃ хэмийн температурт Cu-O эвтектик уусмал гаргаж, дараа нь урвалд орж завсрын үе шат (CuAlO2 эсвэл CuAl2O4) гаргаж, химийн металлургийн хослолыг бий болгодог. Cu хавтан ба керамик субстратыг гаргаж, эцэст нь литографийн технологиор график бэлтгэлийг хийж, хэлхээг бүрдүүлнэ.
DBC субстратын дулааны тэлэлтийн коэффициент нь LED эпитаксиаль материалынхтай маш ойрхон байдаг бөгөөд энэ нь чип ба субстратын хооронд үүссэн дулааны стрессийг мэдэгдэхүйц бууруулж чаддаг.
Шууд бүрсэн зэс (DPC) керамик субстратыг керамик дэвсгэр дээр зэс давхаргыг цацаж, дараа нь ил гаргаж, сийлбэрлэж, хальсгүй болгож, эцэст нь цахилгаан болон химийн бүрэх замаар зэс шугамын зузааныг нэмэгдүүлж, фоторезистийг арилгасны дараа, металлжуулсан шугам дууссан.
Өөр өөр давуу болон сул талууд
DBC керамик субстратын давуу тал
Зэс тугалган цаас нь цахилгаан болон дулаан дамжуулалт сайтай тул DBC нь дулаан дамжуулалт сайтай, дулаалга сайтай, найдвартай байдал сайтай, IGBT, LD, CPV багцуудад өргөн хэрэглэгддэг. Ялангуяа зузаан зэс тугалган цаас (100~600μm) учраас IGBT болон LD савлагааны салбарт илт давуу талтай.
DBC керамик субстратын сул талууд
Үйлдвэрлэлийн процесс нь өндөр температурт Cu ба Al2O3-ийн хоорондох эвтектик урвалыг ашигладаг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн өндөр түвшний тоног төхөөрөмж, процессын хяналтыг шаарддаг тул өртөг өндөр болгодог.
Al2O3 ба Cu давхаргын хооронд бичил сүвэрхэгжилтийг хялбархан бий болгодог бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний дулааны цохилтын эсэргүүцлийг бууруулдаг тул эдгээр сул талууд нь DBC субстратыг дэмжихэд саад болж байна.
DPC керамик субстратын давуу тал
Бага температурт (300 ° C-аас доош) процессыг ашигладаг бөгөөд энэ нь өндөр температурын материал эсвэл шугамын бүтцэд үзүүлэх сөрөг нөлөөллөөс бүрэн зайлсхийж, мөн үйлдвэрлэлийн процессын зардлыг бууруулдаг.
Нимгэн хальс, фотолитографийн технологийг ашиглах нь метал шугаман дээрх субстратыг илүү нарийн болгохын тулд DPC субстрат нь электрон төхөөрөмжийн савлагааны өндөр нарийвчлалтай шаардлагыг тохируулахад тохиромжтой.
DPC керамик субстратын сул талууд
Цахилгаанаар бүрсэн зэсийн давхаргын зузаан нь хязгаарлагдмал, цахилгаанаар бүрсэн хаягдал уусмалын бохирдол ихтэй.
Металл давхарга ба керамикийн хоорондох холболтын бат бөх чанар бага, хэрэглэх үед бүтээгдэхүүний найдвартай байдал бага байдаг.
