Avec l'essor des semi-conducteurs de troisième génération, les dispositifs de puissance progressent rapidement vers une densité de puissance plus élevée, une miniaturisation, une intégration et une multifonctionnalité. Ces développements imposent de plus grandes demandes sur les substrats d'emballage, où les matériaux en céramique sont devenus un choix essentiel.
Les substrats en céramique offrent une combinaison unique de conductivité thermique élevée, une excellente résistance à la chaleur, une faible extension thermique, une forte résistance mécanique, une isolation exceptionnelle, une résistance à la corrosion et une tolérance aux rayonnements. Ces fonctionnalités les rendent largement utilisées dans les applications d'emballage électroniques.
Actuellement, les matériaux de substrat en céramique couramment utilisés comprennent 96 substrat de céramique en alumine (AL2O3), céramique en nitrure d'aluminium (ALN), produits en céramique SI3N4, oxyde de béryllium (BeO) et carbure de silicium (sic) . Chaque matériel présente ses avantages en fonction des exigences de demande.
Pour répondre aux attentes de performance des dispositifs d'alimentation, les substrats en céramique doivent satisfaire à plusieurs exigences critiques:
1. Conductivité thermique élevée - assurer une dissipation de chaleur efficace.
2. Excellente résistance à la chaleur - Convient pour un fonctionnement supérieur à 200 ° C.
3. Association du coefficient d'extension thermique - Réduction des contraintes d'emballage avec les matériaux de la puce.
4. Constante diélectrique faible - permettant des performances à haute fréquence et une transmission de signal plus rapide.
5. Résistance mécanique élevée - maintenir la fiabilité pendant l'emballage et l'application.
6. Fort résistance à la corrosion - Acides résiste, alcalis, eau bouillante et solvants organiques.
7. Microstructure dense - soutenir l'étanchéité hermétique dans les appareils électroniques.
De la céramique au nitrure en aluminium avec une conductivité thermique élevée aux produits en céramique SI3N4 connus pour la ténacité mécanique et la céramique de métallisation pour une intégration fiable de circuits, ces matériaux stimulent l'innovation dans l'industrie de l'électronique de puissance.