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Sustrato cerámico de alta frecuencia (also known as a ceramic circuit board) has the characteristics of Alta conductividad térmica, Buena resistencia al calor, Bajo coeficiente de expansión térmica, Alta resistencia mecánica, Buen aislamiento, Resistencia a la corrosión, Resistencia a la radiación, Espera un minuto., Y se ha utilizado ampliamente en el embalaje de equipos electrónicos.
La primera generación de semiconductores, representada por silicio (si) y germanio (GE), se utiliza principalmente en el campo de la operación de datos, sentando las bases para la industria microelectrónica. Los semiconductores de segunda generación, representados por Gaas e INP, se utilizan principalmente en el campo de la comunicación para fabricar microondas de alto rendimiento, ondas milimétricas y dispositivos emisores de luz, sentando las bases para la industria de la información. Con el desarrollo de la tecnología y la continua ampliación de las necesidades de aplicación, las limitaciones de los dos se reflejan gradualmente, es difícil satisfacer las necesidades de alta frecuencia, alta temperatura, alta potencia, alta eficiencia energética, resistencia al entorno adverso, miniaturización ligera.
The third-generation semiconductor materials represented by silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) have the characteristics of the large bandgap, Tensión de rotura crítica alta, high thermal conductivity, Alta velocidad de deriva saturada del portador, Espera un minuto.. The electronic devices made by them can work stabilities at 300°C or even higher temperatures (also known as power semiconductors or high-temperature semiconductors). It is the "core" of the solid-state light source (such as LED), laser (LD), Electrónica de potencia (such as IGBT), focused photovoltaic (CPV), (derecha) de microondas (RF), Y otros equipos. Tiene amplias perspectivas de aplicación en la iluminación de semiconductores, Electrónica automotriz, the new generation of mobile communications (5G), Vehículos de nueva energía, Tránsito ferroviario de alta velocidad, Electrónica de consumo, Y otras esferas. Se espera que se rompan los cuellos de botella de la tecnología tradicional de semiconductores y se complementen las tecnologías de semiconductores de primera y segunda generación.. Tiene un importante valor de aplicación en dispositivos optoelectrónicos, power electronics, Electrónica automotriz, Aeroespacial, Perforación de pozos profundos, Y otras esferas, Desempeñará un papel importante en la conservación de la energía y la reducción de las emisiones, Transformación y modernización de la industria, Y el nacimiento de un nuevo punto de crecimiento económico.
With the continuous development of power devices (including LED, LD, IGBT, CPV, Etc..), La disipación de calor se ha convertido en una tecnología clave que afecta el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos.. Para dispositivos electrónicos, Un aumento típico de la temperatura de 10℃ acortará la vida útil del dispositivo en un 30% a un 50%.. Por consiguiente,, La selección de materiales y procesos de embalaje adecuados para mejorar la capacidad de disipación de calor de los dispositivos se convierte en el cuello de botella técnico del desarrollo de dispositivos de potencia.. Toma. Paquete LED de alta potencia Por ejemplo,, 70% ~ 80% of the input power is converted to heat (only about 20% ~ 30% is converted to light energy), Chip LED pequeño, and the device power density is large (more than 100 W/cm2). Por consiguiente,, La disipación de calor se convierte en un problem a clave a resolver Paquete LED de alta potencia. Si no es oportuno, el chip se calienta, exporta y disipa, Gran cantidad de calor se acumulará en el interior del LED, La temperatura de Unión del chip aumentará gradualmente, Por un lado, the LED performance (such as lower luminous efficiency, Corrimiento al rojo de la longitud de onda, Etc..), Por otra parte, Producirá estrés térmico dentro del dispositivo LED, cause a series of reliability problems (such as service life, Cambio de temperatura, Etc..).
El sustrato de embalaje utiliza principalmente la Alta conductividad térmica del propio material para producir calor del chip (fuente de calor) para realizar el intercambio de calor con el entorno externo. En el caso de los dispositivos semiconductores de potencia, el sustrato de embalaje deberá cumplir los siguientes requisitos:
Alta conductividad térmica. En la actualidad, los dispositivos semiconductores de potencia están encapsulados por separación termoeléctrica. La mayor parte del calor generado por el dispositivo se transmite a través del sustrato de embalaje. El sustrato con buena conductividad térmica puede prevenir el daño térmico del chip.
Coincide con el coeficiente de expansión térmica del material del chip. El chip de dispositivo de potencia puede soportar altas temperaturas, y la corriente, el medio ambiente y las condiciones de trabajo pueden cambiar su temperatura. Debido a que el chip está montado directamente en el sustrato de embalaje, la coincidencia del coeficiente de expansión térmica puede reducir el estrés térmico del CHIP y mejorar la fiabilidad del dispositivo.
Buena resistencia al calor, cumple con los requisitos de alta temperatura de los equipos eléctricos y tiene una buena estabilidad térmica.
El aislamiento es bueno y cumple los requisitos de interconexión eléctrica y aislamiento del equipo.
Alta resistencia mecánica, para satisfacer el procesamiento de equipos, embalaje y requisitos de resistencia de la tecnología de aplicación.
El precio es adecuado para la producción y aplicación a gran escala.
En la actualidad, Los sustratos de embalaje electrónico comúnmente utilizados pueden dividirse en sustratos poliméricos, metal substrates (metal core circuit board, MCPCB), Sustrato cerámico. Para el embalaje de dispositivos de potencia, the packaging substrate not only has the basic wiring (electrical interconnection) function but also requires high thermal conductivity, Resistencia al calor, Aislamiento térmico, Fuerza, Rendimiento de emparejamiento térmico. Por consiguiente,, the use of polymer substrate (such as PCB) and metal substrate (such as MCPCB) is very limited; The ceramic material itself has high thermal conductivity, Buena resistencia al calor, Alto aislamiento, Alta resistencia, Y el rendimiento de emparejamiento térmico del material de chip, Muy adecuado para equipos eléctricos Sustrato cerámico de alta frecuencia, Se ha utilizado ampliamente en la iluminación de semiconductores, Láser y comunicación óptica, Aeroespacial, Electrónica automotriz, Perforación en aguas profundas y otras esferas.
