مع ظهور أشباه الموصلات من الجيل الثالث ، تتقدم أجهزة الطاقة بسرعة نحو كثافة الطاقة العليا ، التصغير ، التكامل ، وتعدد الوظائف. تضع هذه التطورات مطالب أكبر على ركائز التغليف ، حيث أصبحت مواد السيراميك خيارًا أساسيًا.
توفر ركائز السيراميك مزيجًا فريدًا من الموصلية الحرارية العالية ، ومقاومة الحرارة الممتازة ، والتوسع الحراري المنخفض ، والقوة الميكانيكية القوية ، والعزل المتميز ، ومقاومة التآكل ، والتسامح الإشعاعي. هذه الميزات تجعلها تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات التغليف الإلكترونية.
حاليًا ، تشمل مواد الركيزة الخزفية الشائعة الاستخدام 96 من الركيزة السيرامية للألومينا (AL2O3) ، السيراميك النيتريد الألومنيوم (ALN) ، SI3N4 سيراميك ، أكسيد البريليوم (BEO) ، وكاربيد السيليكون (SIC) . كل مادة لها مزاياها اعتمادًا على متطلبات التطبيق.
لتلبية توقعات أداء أجهزة الطاقة ، يجب أن تفي بركائز السيراميك عدة متطلبات مهمة:
1. الموصلية الحرارية العالية - ضمان تبديد حرارة فعال.
2. مقاومة حرارة ممتازة - مناسبة للتشغيل فوق 200 درجة مئوية.
3. مطابقة معامل التمدد الحراري - تقليل إجهاد التغليف مع مواد الرقائق.
4. ثابت عازلة منخفض-تمكين أداء التردد العالي ونقل الإشارة بشكل أسرع.
5. قوة ميكانيكية عالية - الحفاظ على الموثوقية أثناء التغليف والتطبيق.
6. مقاومة التآكل القوية - مع الأحماض المستحقة ، القلويات ، الماء المغلي ، والمذيبات العضوية.
7. البنية المجهرية الكثيفة - دعم الختم المحكم في الأجهزة الإلكترونية.
من السيراميك النيتريد الألومنيوم مع الموصلية الحرارية العالية لمنتجات السيراميك SI3N4 المعروفة بالصلابة الميكانيكية ، والسيراميك المعدني لتكامل الدوائر الموثوق به ، فإن هذه المواد تدفع الابتكار في صناعة إلكترونيات الطاقة.