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Blogue PCB - Couronne céramique base en céramique

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Blogue PCB - Couronne céramique base en céramique

Couronne céramique base en céramique

2023-10-31
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Author:iPCB

Par substrat céramique, on entend une plaque spécialement conçue pour coller une feuille de cuivre directement sur la surface d'un substrat en céramique d'alumine ou de nitrure d'aluminium à haute température. Ce substrat Composite Ultra - mince présente d'excellentes propriétés d'isolation électrique, une conductivité thermique élevée, d'excellentes propriétés de soudage et une résistance élevée au collage. Il peut également graver divers motifs comme une carte PCB et a une grande capacité de transport de courant. Ainsi, le substrat en céramique est devenu le matériau de base de la technologie de structure de circuit électronique de puissance de haute puissance et de la technologie d'interconnexion.


Matrice de crème.jpg


Types de substrats céramiques


1 substrat céramique en alumine

Substrat en céramique d'alumine se réfère généralement à l'alumine comme matière première principale, principalement composée de phase cristalline d'alumine. La teneur en alumine représente plus de 75% des différentes céramiques. Il présente les avantages d'une riche source de matières premières, d'un faible coût, d'une résistance mécanique et d'une dureté élevées, d'une bonne isolation, d'une bonne résistance aux chocs thermiques, d'une résistance chimique, d'une précision dimensionnelle élevée et d'une bonne adhérence au métal. C'est un substrat céramique avec une bonne performance globale. Le substrat en céramique d'alumine est largement utilisé dans l'industrie électronique, représentant 90% du total des substrats en céramique, et est devenu un matériau indispensable dans l'industrie électronique.


Les substrats d'alumine sont les matériaux de substrat les plus couramment utilisés dans l'industrie électronique en raison de leur haute résistance et de leur stabilité chimique par rapport à la plupart des autres céramiques d'oxyde en termes de propriétés mécaniques, thermiques et électriques, ainsi que d'une riche source de matières premières. Il convient à une variété de processus de fabrication et de différentes formes.


2. Substrat céramique en Nitrure d'aluminium

Le substrat céramique en Nitrure d'aluminium est un nouveau type de matériau de substrat. Les cristaux de nitrure d'aluminium ont une constante de maille de a = 03110 nm, c = 04890 nm, un système hexagonal, des unités structurelles tétraédriques à base de nitrure d'aluminium, le Nitrure d'aluminium est un composé de liaison covalente du minerai de zinc. Il a une bonne conductivité thermique, une isolation électrique fiable, une faible constante diélectrique et des pertes, et n'est pas toxique, Adapté au coefficient de dilatation thermique du silicium, il est considéré comme un matériau idéal pour une nouvelle génération de substrats semi - conducteurs hautement intégrés et d'encapsulation électronique.


3. Substrat céramique de nitrure de silicium

Il existe trois structures cristallines de nitrure de silicium, dont la forme la plus courante est une structure hexagonale. Le Nitrure de silicium possède de nombreuses propriétés exceptionnelles telles qu'une dureté élevée, une résistance élevée, un faible coefficient de dilatation thermique, une bonne résistance à l'oxydation, de bonnes propriétés de corrosion thermique et un faible coefficient de frottement. Avec une conductivité thermique théorique allant jusqu'à 400 W / (m.k), le Nitrure de silicium monocristallin a le potentiel de devenir un substrat à haute conductivité thermique. En outre, le coefficient de dilatation thermique du Nitrure de silicium est d'environ 3,0x10 - 6â, avec une bonne compatibilité avec les matériaux tels que si, sic, GaAs, etc., ce qui rend le substrat en céramique de nitrure de silicium un matériau de substrat très attrayant pour les dispositifs électroniques à haute résistance et à haute conductivité thermique.



4. Substrat céramique en carbure de silicium

Les substrats céramiques en carbure de silicium ont une conductivité thermique élevée, allant de 100 W / (m? K) à 400 W / (m? K) à haute température, soit 13 fois plus que l'alumine. Une bonne résistance à l'oxydation, avec une température de décomposition supérieure à 2500â, peut encore être utilisée en atmosphère oxydante à 1600â et présente une bonne isolation électrique. Le coefficient de dilatation thermique est inférieur à celui de l'alumine et du Nitrure d'aluminium. Les substrats céramiques en carbure de silicium présentent de fortes propriétés de collage Covalent et sont difficiles à fritter. Généralement, une petite quantité de bore ou d'alumine est ajoutée comme aide au frittage pour augmenter la densité. Des expériences ont montré que le béryllium, le bore, l'aluminium et leurs composés sont les additifs les plus efficaces pour augmenter la densité des céramiques SiC à plus de 98%.


Les principaux substrats céramiques sont généralement utilisés pour l'encapsulation électronique. Les substrats céramiques présentent les avantages suivants par rapport aux substrats plastiques et métalliques:

1) bonne isolation linéaire et haute fiabilité.

2) faible coefficient diélectrique, bonne performance à haute fréquence.

3) faible coefficient de dilatation thermique et haute conductivité thermique.

4) bonne étanchéité à l'air, propriétés chimiques stables, effet protecteur fort sur le système électronique.


Les substrats en céramique conviennent à l'emballage de produits de haute fiabilité, haute fréquence, résistance à haute température et étanchéité à l'air dans l'aéronautique, l'aérospatiale et l'ingénierie militaire. Les composants électroniques SMD ultra - petits sont largement utilisés dans des domaines tels que les communications mobiles, les ordinateurs, les appareils ménagers et l'électronique automobile, où leurs matériaux porteurs sont généralement encapsulés sur des substrats en céramique.


Les principaux avantages des substrats en céramique sont une forte contrainte mécanique et une forme stable; Haute résistance, haute conductivité thermique et haute isolation; Forte adhérence, forte résistance à la corrosion; Avec d'excellentes propriétés de cycle thermique; Haute fiabilité.