Com o aumento dos semicondutores de terceira geração, os dispositivos de energia estão avançando rapidamente em direção a maior densidade de potência, miniaturização, integração e multifuncionalidade. Esses desenvolvimentos fazem maiores demandas em substratos de embalagem, onde os materiais de cerâmica se tornaram uma escolha essencial.
Os substratos cerâmicos oferecem uma combinação única de alta condutividade térmica, excelente resistência ao calor, baixa expansão térmica, forte resistência mecânica, isolamento excepcional, resistência à corrosão e tolerância à radiação. Esses recursos os tornam amplamente utilizados em aplicativos de embalagem eletrônica.
Atualmente, os materiais de substrato cerâmico comumente utilizados incluem 96 substrato de cerâmica de alumina (AL2O3), cerâmica de nitreto de alumínio (ALN), produtos cerâmicos de Si3N4, óxido de berílio (BEO) e carboneto de silício (sic) . Cada material tem suas vantagens, dependendo dos requisitos de aplicação.
Para atender às expectativas de desempenho dos dispositivos de energia, os substratos de cerâmica devem atender a vários requisitos críticos:
1. Alta condutividade térmica - garantindo dissipação de calor eficiente.
2. Excelente resistência ao calor - adequada para operação acima de 200 ° C.
3. Coeficiente de expansão térmica correspondência - redução da tensão de embalagem com materiais de chip.
4. Constante dielétrica baixa-permitindo desempenho de alta frequência e transmissão de sinal mais rápida.
5. Alta resistência mecânica - mantendo a confiabilidade durante a embalagem e a aplicação.
6. Forte resistência à corrosão - suporta ácidos, álcalis, água fervente e solventes orgânicos.
7. Microestrutura densa - apoiando a vedação hermética em dispositivos eletrônicos.
Desde cerâmica de nitreto de alumínio com alta condutividade térmica até produtos de cerâmica SI3N4 conhecidos por resistência mecânica e cerâmica de metalização para integração confiável de circuitos, esses materiais estão impulsionando a inovação na indústria de eletrônicos de energia.