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セラミック基板とは、高温下でアルミナまたは窒化アルミニウムセラミック基板の表面に銅箔を直接接着する特殊なプロセスプレートを指す。この超薄複合基板は、優れた電気絶縁性能、高熱伝導性、優れた溶接性能及び高接着強度を有する。PCBプレートのように様々なパターンをエッチングすることもでき、大きなキャリア能力を持っています。したがって、セラミック基板は、高出力電力電子回路構造技術及び相互接続技術の基礎材料となっている。
セラミック基板のタイプ
1アルミナセラミックス基板
アルミナセラミックス基板とは、一般にアルミナを主原料とし、主にアルミナ結晶相からなるセラミックス基板材料を指す。アルミナの含有量は各種セラミックスの75%以上を占めている。それは原料源が豊富で、コストが低く、機械的強度と硬度が高く、絶縁性能が良く、熱衝撃性能が良く、化学腐食に強く、寸法精度が高く、金属との接着力が良いなどの利点がある。総合性能の良いセラミックス基材である。アルミナセラミックス基板は電子工業に広く応用され、セラミックス基板総量の90%を占め、すでに電子工業に不可欠な材料となっている。
アルミナ基板は、ほとんどの他の酸化物セラミックスに比べて、機械的、熱的、電気的特性の面で、高強度と化学的安定性を持ち、豊富な原材料源を持っているため、電子産業で最も一般的な基板材料である。さまざまなプロセス製造や異なる形状に適しています。
2.窒化アルミニウムセラミックス基板
窒化アルミニウムセラミックス基板は新しい基板材料である。窒化アルミニウム結晶の格子定数はa=0.3110 nm、c=0.4890 nm、六方晶系で、窒化アルミニウムの四面体構造単位に基づいて、窒化アルミニウムは亜鉛鉱石の共有結合化合物である。それは熱伝導性がよく、電気絶縁が信頼でき、誘電率と損失が低く、無毒、シリコンの熱膨張係数と整合しており、次世代の高集積度半導体基板と電子パッケージの理想的な材料と考えられている。
3.窒化シリコンセラミックス基板
窒化ケイ素には3種類の結晶構造があり、その中で最も一般的な形式は六角形構造である。窒化ケイ素は、高硬度、高強度、低熱膨張係数、良好な抗酸化性、良好な熱腐食性能、及び低摩擦係数などの多くの優れた性能を有する。単結晶シリコン窒化物の理論熱伝導率は400 W/（m.k）に達し、高熱伝導率基板になる潜在力を持っている。また、窒化ケイ素の熱膨張係数は約3.0 x 10-6墊であり、Si、SiC、GaAsなどの材料と良好な互換性を有し、窒化ケイ素セラミックス基板を非常に魅力的な高強度、高熱伝導性電子デバイス基板材料にした。
4.炭化ケイ素セラミックス基板
炭化ケイ素セラミック基板は高い熱伝導性を有し、高温での熱伝導率は100 W/（m？k）から400 W/（m！k）まで様々で、アルミナの13倍である。良好な抗酸化性、分解温度は2500Å以上であり、依然として1600Åの酸化雰囲気中で使用でき、しかも良好な電気絶縁性を有する。熱膨張係数は、アルミナ及び窒化アルミニウムの熱膨張係数よりも低い。炭化ケイ素セラミック基板は共有結合性が強く、焼結しにくい。典型的には、密度を高めるために焼結助剤としてホウ素またはアルミナを少量添加する。実験により、ベリリウム、ホウ素、アルミニウム及びその化合物は最も有効な添加剤であり、SiCセラミックスの密度を98%以上に高めることができることが明らかになった。
主なセラミック基板は通常、電子パッケージに使用される。セラミックス基材は、プラスチック及び金属基材と比較して、以下の利点を有する。
1）絶縁線形が良く、信頼性が高い。
2）誘電率が低く、高周波性能が良い。
3）低熱膨張係数と高熱伝導率。
4）気密性が良く、化学性能が安定し、電子システムに対して強い保護作用がある。
セラミック基板は航空、宇宙、軍事工学における高信頼性、高周波、耐高温、気密性の製品包装に適している。超小型SMD電子部品は移動通信、コンピュータ、家電製品、自動車電子などの分野に広く応用されており、そのキャリア材料は通常セラミック基板にパッケージされている。
セラミック基板のコア利点は機械的応力が強く、形状が安定していることである。高強度、高熱伝導性、高絶縁性、付着力が強く、耐食性が強い、優れた熱サイクル性能を有し、信頼性が高い。
