Elektronik paketleme için seramik alt tabakalar, hem elektriksel ara bağlantı hem de mekanik desteğin yanı sıra iç ve dış ısı dağıtım kanallarının bağlanmasında önemli bir rol oynar. Seramik alt tabakalar, yüksek termal iletkenlik, iyi ısı direnci, yüksek mekanik dayanım ve düşük termal genleşme katsayısı gibi avantajlara sahiptir ve bunlar, güç yarı iletken cihaz paketlemesi için yaygın alt tabaka malzemeleridir.
Yapı ve üretim süreci açısından, seramik yüzeyler 5 tipte sınıflandırılır.
Yüksek Sıcaklıkta Birlikte Yakılan Çok Katmanlı Seramik Yüzeyler (HTCC)
Düşük Sıcaklıkta Birlikte Yakılan Seramik Yüzeyler (LTCC)
Kalın Film Seramik Yüzeyler (TFC)
Doğrudan Bağlı Bakır Seramik Yüzeyler (DBC)
Doğrudan Kaplanmış Bakır Seramik Yüzeyler (DPC)
Farklı Üretim Süreçleri
Doğrudan Bağlanmış Bakır (DBC) seramik substrat, 1065~1083℃ arasında Cu-O ötektik solüsyonu elde etmek için bakır ve seramik arasına oksijen eklenerek, ardından ara faz (CuAlO2 veya CuAl2O4) elde etmek için reaksiyonla üretilir, böylece kimyasal metalürjik kombinasyon gerçekleştirilir Cu plaka ve seramik substratın ve son olarak devreyi oluşturmak için litografi teknolojisi ile grafik hazırlığının gerçekleştirilmesi.
DBC alt tabakanın termal genleşme katsayısı, çip ile alt tabaka arasında üretilen termal gerilimi önemli ölçüde azaltabilen LED epitaksiyel malzemelerinkine çok yakındır.
Doğrudan Kaplamalı Bakır (DPC) seramik alt tabaka, seramik alt tabaka üzerine bir bakır tabaka püskürtülerek, ardından açığa çıkarılarak, kazınarak, filmden arındırılarak ve son olarak fotodirenci çıkardıktan sonra elektrokaplama veya kimyasal kaplama ile bakır hattın kalınlığı artırılarak yapılır. metalize hattı tamamlandı.
Farklı Avantajlar ve Dezavantajlar
DBC Seramik Yüzeyin Avantajları
Bakır folyo iyi elektriksel ve termal iletkenliğe sahip olduğundan, DBC iyi termal iletkenlik, iyi yalıtım, yüksek güvenilirlik gibi avantajlara sahiptir ve IGBT, LD ve CPV paketlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle daha kalın bakır folyo (100~600μm) nedeniyle, IGBT ve LD paketleme alanında belirgin avantajlara sahiptir.
DBC Seramik Yüzeyin Dezavantajları
Üretim prosesi, yüksek seviyede üretim ekipmanı ve proses kontrolü gerektiren yüksek sıcaklıklarda Cu ve Al2O3 arasında bir ötektik reaksiyon kullanır ve dolayısıyla maliyeti yükseltir.
Al2O3 ve Cu tabakası arasında, ürünün termal şok direncini azaltan mikro gözenekliliğin kolayca oluşması nedeniyle, bu dezavantajlar, DBC substrat promosyonunun darboğazı haline gelir.
DPC Seramik Substrat'ın Avantajları
Yüksek sıcaklığın malzeme veya hat yapısı üzerindeki olumsuz etkilerinden tamamen kaçınan ve aynı zamanda üretim sürecinin maliyetini azaltan düşük sıcaklık işlemi (300°C'nin altında) kullanılır.
İnce film ve fotolitografi teknolojisinin kullanılması, metal hat üzerindeki alt tabakanın daha ince olması için DPC alt tabakası, elektronik cihazların paketlenmesi için yüksek hassasiyet gereksinimlerinin hizalanması için idealdir.
DPC Seramik Yüzeyin Dezavantajları
Elektrolizle kaplanmış bakır tabakasının sınırlı kalınlığı ve elektrokaplama atık çözeltisinin yüksek kirliliği.
Metal tabaka ile seramik arasındaki bağ gücü düşüktür ve uygulandığında ürünün güvenilirliği düşüktür.
