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El sustrato cerámico se refiere a una placa de proceso especial que adhiere directamente la lámina de cobre a la superficie del sustrato cerámico de alúmina o nitruro de aluminio a altas temperaturas. El sustrato compuesto ultrafino tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, alta conductividad térmica, excelentes propiedades de soldadura y alta resistencia a la adherencia. También puede grabar varios patrones como una placa de circuito impreso y tiene una gran capacidad de carga de corriente. Por lo tanto, el sustrato cerámico se ha convertido en el material básico de la tecnología de estructura de circuitos electrónicos de potencia de alta potencia y la tecnología de interconexión.
Tipo de sustrato cerámico
1 sustrato cerámico de alúmina
El sustrato cerámico de alúmina generalmente se refiere al material del sustrato cerámico compuesto principalmente por la fase cristalina de alúmina con alúmina como materia prima principal. El contenido de alúmina representa más del 75% de varias cerámicas. Tiene las ventajas de abundantes fuentes de materias primas, bajo costo, alta resistencia mecánica y dureza, buen rendimiento de aislamiento, buen rendimiento de impacto térmico, resistencia a la corrosión química, alta precisión de tamaño y buena adherencia al metal. Es un sustrato cerámico con buenas propiedades integrales. Los sustratos cerámicos de alúmina son ampliamente utilizados en la industria electrónica, representando el 90% del total de sustratos cerámicos, y se han convertido en materiales indispensables en la industria electrónica.
Los sustratos de alúmina son el material de sustrato más utilizado en la industria electrónica, ya que, en comparación con la mayoría de otras cerámicas de óxido, los sustratos de alúmina tienen una alta resistencia y estabilidad química en términos de propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas, y tienen abundantes fuentes de materias primas. Es adecuado para la fabricación de varios procesos y diferentes formas.
2. sustrato cerámico de nitruro de aluminio
El sustrato cerámico de nitruro de aluminio es un nuevo material de sustrato. La constante de celosía del cristal de nitruro de aluminio es de a = 03110 nm, C = 04890 nm, sistema de cristal hexagonal, basado en la unidad de estructura tetraedral de nitruro de aluminio, que es un compuesto de enlace covalente del mineral de zinc. tiene buena conductividad térmica, aislamiento eléctrico confiable, baja constante dieléctrica y pérdida, no es tóxico, Coincidiendo con el coeficiente de expansión térmica del silicio, se considera un material ideal para la nueva generación de sustratos semiconductores altamente integrados y envases electrónicos.
3. sustrato cerámico de nitruro de silicio
El nitruro de silicio tiene tres estructuras cristalinas, la forma más común de las cuales es la estructura hexagonal. El nitruro de silicio tiene muchas propiedades excelentes, como Alta dureza, alta resistencia, bajo coeficiente de expansión térmica, buena resistencia a la oxidación, buenas propiedades de corrosión térmica y bajo coeficiente de fricción. La conductividad térmica teórica del nitruro de silicio monocristalino es tan alta como 400w / (m.k), que tiene el potencial de convertirse en un sustrato de alta conductividad térmica. Además, el coeficiente de expansión térmica del nitruro de silicio es de aproximadamente 3,0x10 - 6 à, que tiene una buena compatibilidad con si, sic, Gaas y otros materiales, haciendo del sustrato cerámico de nitruro de silicio un material de sustrato muy atractivo para dispositivos electrónicos de alta resistencia y alta conductividad térmica.
4. sustrato cerámico de carburo de silicio
Los sustratos cerámicos de carburo de silicio tienen una alta conductividad térmica, que varía de 100W / (m? K) a 400w / (m! K) a altas temperaturas, 13 veces más que la alúmina. Buena resistencia a la oxidación, temperaturas de descomposición por encima de 2.500, todavía se puede utilizar en una atmósfera de oxidación de 1.600 y tiene un buen aislamiento eléctrico. El coeficiente de expansión térmica es inferior al de alúmina y nitruro de aluminio. El sustrato cerámico de carburo de silicio tiene una fuerte propiedad de unión covalente y es difícil de quemar. Por lo general, se agregan pequeñas cantidades de Boron o alúmina como aditivos de sinterización para aumentar la densidad. Los experimentos han demostrado que el berilio, el boron, el aluminio y sus compuestos son los aditivos más efectivos, lo que puede aumentar la densidad de la cerámica sic a más del 98%.
Los principales sustratos cerámicos se utilizan generalmente en envases electrónicos. En comparación con los sustratos plásticos y metálicos, los sustratos cerámicos tienen las siguientes ventajas:
1) buena línea de aislamiento y alta fiabilidad.
2) bajo coeficiente dieléctrico y buen rendimiento de alta frecuencia.
3) baja expansión térmica y alta conductividad térmica.
4) buena estanqueidad del aire, propiedades químicas estables y un fuerte efecto protector sobre el sistema electrónico.
El sustrato cerámico es adecuado para envases de productos de alta fiabilidad, alta frecuencia, resistencia a altas temperaturas y estanqueidad en ingeniería aeroespacial y militar. Los componentes electrónicos SMd ultrapequeños son ampliamente utilizados en comunicaciones móviles, computadoras, electrodomésticos y electrónica automotriz, y sus materiales portadores generalmente están encapsulados en sustratos cerámicos.
La ventaja central del sustrato cerámico es el fuerte estrés mecánico y la forma estable; Alta resistencia, alta conductividad térmica y alta conductividad térmica; Fuerte adherencia y fuerte resistencia a la corrosión; Tiene excelentes propiedades de ciclo térmico; Alta fiabilidad.
