Para sa electronic packaging, ang mga ceramic substrate ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagkonekta sa panloob at panlabas na init dissipation channel, pati na rin ang parehong electrical interconnection at mekanikal na suporta. Ang mga ceramic substrate ay may mga pakinabang ng mataas na thermal conductivity, mahusay na heat resistance, mataas na mekanikal na lakas, at mababang koepisyent ng thermal expansion, at ang mga ito ay ang mga karaniwang substrate na materyales para sa power semiconductor device packaging.
Sa mga tuntunin ng istraktura at proseso ng pagmamanupaktura, ang mga ceramic substrates ay inuri sa 5 uri.
High-Temperature Co-fired Multilayer Ceramic Substrates (HTCC)
Low-Temperature Co-fired Ceramic Substrates (LTCC)
Thick Film Ceramic Substrates (TFC)
Direct Bonded Copper Ceramic Substrates (DBC)
Direct Plated Copper Ceramic Substrates (DPC)
Iba't ibang Proseso ng Produksyon
Ginagawa ang Direct Bonded Copper (DBC) ceramic substrate sa pamamagitan ng pagdaragdag ng oxygen sa pagitan ng copper at ceramic para makakuha ng Cu-O eutectic solution sa pagitan ng 1065~1083 ℃, na sinusundan ng reaksyon para makakuha ng intermediate phase (CuAlO2 o CuAl2O4), kaya napagtatanto ang kemikal na kumbinasyon ng metalurhiko ng Cu plate at ceramic substrate, at pagkatapos ay sa wakas napagtatanto ang graphic paghahanda sa pamamagitan ng lithography teknolohiya upang bumuo ng circuit.
Ang thermal expansion coefficient ng DBC substrate ay napakalapit sa LED na epitaxial na materyales, na maaaring makabuluhang bawasan ang thermal stress na nabuo sa pagitan ng chip at substrate.
Ginagawa ang Direct Plated Copper (DPC) ceramic substrate sa pamamagitan ng pag-sputter ng isang tansong layer sa ceramic substrate, pagkatapos ay ilantad, i-ukit, i-de-film, at sa wakas ay pinapataas ang kapal ng linya ng tanso sa pamamagitan ng electroplating o chemical plating, pagkatapos alisin ang photoresist, ang natapos ang metalized na linya.
Iba't ibang Kalamangan at Kahinaan
Mga Bentahe ng DBC Ceramic Substrate
Dahil ang copper foil ay may magandang electrical at thermal conductivity, ang DBC ay may mga bentahe ng magandang thermal conductivity, magandang insulation, mataas na pagiging maaasahan, at malawakang ginagamit sa IGBT, LD, at CPV packages. Lalo na dahil sa mas makapal na copper foil (100~600μm), mayroon itong malinaw na mga pakinabang sa larangan ng IGBT at LD packaging.
Mga disadvantage ng DBC Ceramic Substrate
Gumagamit ang proseso ng produksyon ng eutectic na reaksyon sa pagitan ng Cu at Al2O3 sa mataas na temperatura, na nangangailangan ng mataas na antas ng kagamitan sa produksyon at kontrol sa proseso, kaya nagiging mataas ang gastos.
Dahil sa madaling pagbuo ng microporosity sa pagitan ng Al2O3 at Cu layer, na binabawasan ang thermal shock resistance ng produkto, ang mga disadvantages na ito ay nagiging bottleneck ng DBC substrate promotion.
Mga kalamangan ng DPC Ceramic Substrate
Ang proseso ng mababang temperatura (sa ibaba 300°C) ay ginagamit, na ganap na iniiwasan ang masamang epekto ng mataas na temperatura sa materyal o istraktura ng linya, at binabawasan din ang gastos ng proseso ng pagmamanupaktura.
Ang paggamit ng manipis na pelikula at photolithography teknolohiya, upang ang substrate sa metal linya mas pinong, kaya ang DPC substrate ay perpekto para sa pagkakahanay ng mga kinakailangan sa mataas na katumpakan para sa packaging ng mga elektronikong aparato.
Mga disadvantages ng DPC Ceramic Substrate
Limitadong kapal ng electroplated deposited copper layer at mataas na polusyon ng electroplating waste solution.
Ang lakas ng pagbubuklod sa pagitan ng metal layer at ng ceramic ay mababa, at ang pagiging maaasahan ng produkto ay mababa kapag inilapat.
