Алюминийоксидная износостойкая керамическая облицовка
Детали продукта
Керамическая подложка представляет собой специальную пластину, изготовленную путем прямого соединения медной фольги с поверхностью керамической основы из оксида алюминия (Al2O3) или нитрида алюминия (AlN) при высокой температуре (одностороннее или двустороннее покрытие). Полученные ультратонкие композитные подложки обладают превосходными электроизоляционными свойствами, высокой теплопроводностью, отличной паяемостью и высокой адгезионной прочностью. Как и печатные платы (PCB), они позволяют создавать методом травления различные схемы и обладают высокой токонесущей способностью. Благодаря этим характеристикам керамические подложки стали базовым материалом для технологий силовой электроники большой мощности и межсоединений.
Керамическая подложка из 96% оксида алюминия представляет собой керамический материал, основным компонентом которого является 96% оксид алюминия (Al2O3). Такое высокое содержание оксида алюминия придает подложке превосходные механические, электрические и термические свойства, делая ее идеальным выбором для различных электронных и технических применений.
96% оксид алюминиевая керамическая подложка обладает хорошими изоляционными свойствами, термостойкостью, высокой прочностью и твердостью, химической стабильностью, а также хорошими технологическими характеристиками. Эти особенности обеспечивают ее широкое применение в таких областях, как электронная упаковка, гибридная микроэлектроника, многокристальные модули, силовая электроника и других.
Керамические пластины из оксида алюминия, керамические изоляционные теплоотводящие пластины, электронная керамика с содержанием: 96%, 99%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9%.
Спецификации：
1.Базовая толщина: ленточные подложки 0.08-1.0 мм, толщина прессованных подложек может быть изготовлена на заказ；
2.Размер подложки: в соответствии с требованиями заказчика, возможны стандартные и нестандартные изделия длиной и шириной до 200 мм.
Основные технические характеристики：
Стандартные размеры
| Тестовые показатели | стандарт | |
| условия испытаний | предельные значения | |
| объемная плотность | ≥3.7g/cm³ | |
| шероховатость поверхности | 0.2~0.6μm | |
| водопоглощение | 0% | |
| прочность на изгиб | ≥330Mpa | |
| твердость | ≥14Gpa | |
| коэффициент теплового расширения | 20~500℃ | 6.5~8.0*10-6K-1 |
| теплопроводность | ≥21W/(m·K) | |
| пробивная прочность | 20℃ | ≥15KV/mm |
| Удельное сопротивление | 100℃ | ≥1*1014Ω·cm |
| диэлектрическая проницаемость | 9-10 | |
| тангенс угла диэлектрических потерь. | ≤0.0004 | |
Электронная керамика
Характеристики：
◆Высокая механическая прочность, стабильность формы; высокая прочность, теплопроводность и изоляционные свойства; сильная адгезия, коррозионная стойкость.
◆Отличная термоциклическая стойкость - до 50 000 циклов, высокая надежность.
◆Возможность травления различных структур, как на PCB-платах (или IMS-подложках); экологически чистая, безвредная.
◆Широкий температурный диапазон применения от -55°C до 850°C; коэффициент теплового расширения близок к кремнию, что упрощает технологию производства силовых модулей.
Виды
По материалу
1.Al2O3
Оксид-алюминиевые подложки являются наиболее распространённым материалом в электронной промышленности благодаря превосходным механическим, термическим и электрическим свойствам по сравнению с большинством других оксидных керамик. Они обладают высокой прочностью и химической стабильностью, а также доступностью сырья, что делает их пригодными для различных технологий производства и форм.
2.BeO
Обладает теплопроводностью выше, чем у алюминия, и применяется в случаях, требующих высокой теплопроводности. Однако при температурах выше 300°C его свойства быстро ухудшаются, а главное - токсичность материала ограничивает его применение.
3.AlN
AlN имеет два важных свойства: высокую теплопроводность и коэффициент теплового расширения, соответствующий кремнию. Недостатком является то, что даже тонкий оксидный слой на поверхности может повлиять на теплопроводность, и только строгий контроль материалов и технологий позволяет производить качественные AlN-подложки. Однако с развитием экономики и технологий эти ограничения будут преодолены.
Таким образом, благодаря оптимальному сочетанию характеристик оксид алюминия сохраняет лидирующие позиции и широко применяется в микроэлектронике, силовой электронике, гибридной микроэлектронике и силовых модулях.
По технологии производства
В настоящее время наиболее распространены пять типов керамических теплоотводящих подложек: HTCC, LTCC, DBC, DPC и LAM. HTCC и LTCC относятся к спекающим технологиям и имеют высокую себестоимость.
Технологии DBC и DPC были разработаны и доведены до серийного производства в Китае лишь в последние годы. DBC использует высокотемпературное соединение пластин Al2O3 и Cu, но технологической проблемой является сложность устранения микропор между Al2O3 и медной пластиной, что создает трудности для массового производства и выхода годных изделий.
DPC технология основана на прямом меднении, осаждая Cu на подложку Al2O3. Этот процесс сочетает технологии обработки материалов и тонкопленочные технологии, и данная продукция стала наиболее распространенным типом керамических теплоотводящих подложек в последние годы. Однако он предъявляет высокие требования к контролю материалов и интеграции технологических процессов, что создает относительно высокий технологический барьер для стабильного производства в отрасли DPC.
LAM технология также называется технологией лазерной быстрой активации металлизации.
1.HTCC (High-Temperature Co-fired Ceramic)
HTCC, также известная как высокотемпературная совместно обжигаемая многослойная керамика, имеет производственный процесс, очень похожий на LTCC. Основное отличие заключается в том, что керамический порошок HTCC не содержит стеклянных материалов, поэтому HTCC требует сушки и отверждения при высокой температуре 1300–1600°C для формирования "зеленого" тела. Затем аналогично проделываются переходные отверстия, которые заполняются, а схемы печатаются с помощью трафаретной печати. Из-за более высокой температуры совместного обжига выбор металлических проводящих материалов ограничен — в основном используются металлы с высокой температурой плавления, но меньшей проводимостью, такие как вольфрам, молибден, марганец и другие. В завершение слои ламинируются и спекаются в готовое изделие.
2.LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic)
LTCC, также известная как низкотемпературная совместно обжигаемая многослойная керамическая подложка, производится путем смешивания неорганического порошка оксида алюминия с 30-50% стеклянного материала и органического связующего до образования однородной пастообразной суспензии. Затем суспензия наносится с помощью ракеля в листовую форму и высушивается, образуя тонкие "зеленые" слои. В каждом слое просверливаются переходные отверстия для передачи сигналов между слоями. Внутренние схемы LTCC создаются методом трафаретной печати, заполняя отверстия и нанося проводящие дорожки на "зеленые" слои. Для внутренних и внешних электродов могут использоваться серебро, медь или золото. Затем слои ламинируются и спекаются в печи при температуре 850-900°C для окончательного формования изделия.
3.DBC (Direct Bonded Copper)
Технология прямого меднения (DBC) использует эвтектический расплав меди с кислородом для непосредственного нанесения меди на керамику. Основной принцип заключается во внесении контролируемого количества кислорода между медью и керамикой до или во время процесса нанесения. При температуре 1065-1083°C медь и кислород образуют Cu-O эвтектический расплав. Технология DBC использует этот расплав: с одной стороны, он вступает в химическую реакцию с керамической подложкой, образуя фазы CuAlO2 или CuAl2O4, с другой стороны, он смачивает медную фольгу, обеспечивая соединение керамической подложки с медной пластиной.
Преимущества
◆Коэффициент теплового расширения керамической подложки близок к кремниевому чипу, что позволяет исключить переходный слой из молибдена, сократить трудозатраты, сэкономить материалы и снизить себестоимость；
◆Уменьшение количества паяных слоев снижает тепловое сопротивление, минимизирует пустоты и повышает выход годных изделий；
◆При одинаковой токовой нагрузке ширина медной дорожки толщиной 0,3 мм составляет всего 10% от обычной печатной платы；
◆ Отличная теплопроводность позволяет компактно размещать чипы, значительно повышая мощность на единицу объема и надежность системы；
◆ Ультратонкие (0,25 мм) керамические подложки могут заменить BeO без проблем экологической токсичности；
◆Высокая токопроводящая способность: при прохождении тока 100А через медный проводник 1мм×0,3мм нагрев составляет ~17°C, а при 2мм×0,3мм - всего ~5°C；
◆Низкое тепловое сопротивление: для подложки 10×10мм сопротивление составляет 0,31K/W (толщина 0,63мм), 0,19K/W (0,38мм) и 0,14K/W (0,25мм);
◆ Высокое изоляционное напряжение обеспечивает безопасность и защиту оборудования;
◆ Позволяет реализовать новые методы компоновки, обеспечивая высокую интеграцию и миниатюризацию изделий.
Требования к характеристикам
1.Механические свойства:
Достаточно высокая механическая прочность для использования в качестве несущей конструкции помимо размещения компонентов; хорошая обрабатываемость; высокая точность размеров; возможность легкого создания
многослойных структур; гладкая поверхность без коробления, изгибов или микротрещин.
2.Электрические свойства:
Высокое сопротивление изоляции и напряжение пробоя；
низкая диэлектрическая проницаемость；
малые диэлектрические потери；
стабильность характеристик при высоких температурах и влажности для обеспечения надежности.
3.Тепловые свойства:
Высокая теплопроводность；
согласованный коэффициент теплового расширения с сопрягаемыми материалами (особенно с кремнием)；
отличная термостойкость.
4.Прочие свойства:
Хорошая химическая стабильность；легкая металлизация с высокой адгезией токопроводящих дорожек; отсутствие гигроскопичности；
стойкость к маслам и химикатам; низкий уровень α-излучения；экологически безопасные и нетоксичные материалы；
неизменность кристаллической структуры в рабочем температурном диапазоне; доступность сырья；
отработанная технология производства; простота изготовления; низкая стоимость.
Применение:
◆Модули мощных полупроводниковых приборов; полупроводниковые охладители, электронагреватели; схемы управления мощностью, гибридные силовые схемы.
◆Интеллектуальные силовые модули; высокочастотные импульсные источники питания, твердотельные реле.
◆Автомобильная электроника, аэрокосмические и военные электронные компоненты.
◆Солнечные панели; специализированные телефонные станции, приемные системы; промышленная электроника, включая лазерные технологии.
Тенденции:
Появление керамических подложек открыло новые перспективы для индустрии теплоотвода. Благодаря их уникальным характеристикам — высокой теплопроводности, низкому тепловому сопротивлению, длительному сроку службы и устойчивости к напряжению — а также совершенствованию производственных технологий и оборудования, происходит быстрое снижение стоимости продукции. Это расширяет сферу применения LED-технологий: индикаторы в бытовой технике, автомобильные фары, уличное освещение и крупные уличные дисплеи. Успешная разработка керамических подложек также способствует развитию решений для внутреннего освещения и наружной подсветки, что значительно расширяет потенциальные рынки для LED-индустрии.