Üçüncü nesil yarı iletkenlerin yükselişi ile güç cihazları hızla daha yüksek güç yoğunluğu, minyatürleştirme, entegrasyon ve çok işlevliliğe doğru ilerlemektedir. Bu gelişmeler, seramik malzemelerin önemli bir seçim haline geldiği ambalaj substratlarına daha fazla talep vermektedir.
Seramik substratlar, yüksek termal iletkenlik, mükemmel ısı direnci, düşük termal genleşme, güçlü mekanik mukavemet, olağanüstü yalıtım, korozyon direnci ve radyasyon toleransının benzersiz bir kombinasyonunu sunar. Bu özellikler onları elektronik ambalaj uygulamalarında yaygın olarak kullanır.
Şu anda, yaygın olarak kullanılan seramik substrat malzemeleri 96 alümina seramik substratı (AL2O3), alüminyum nitrür seramikleri (ALN), Si3N4 seramik ürünleri, berilyum oksit (BEO) ve silikon karbür (SIC) içerir. Her materyalin başvuru gereksinimlerine bağlı olarak avantajları vardır.
Güç cihazlarının performans beklentilerini karşılamak için seramik substratlar birkaç kritik gereksinimi karşılamalıdır:
1. Yüksek termal iletkenlik - verimli ısı dağılımı sağlamak.
2. Mükemmel ısı direnci - 200 ° C'nin üzerinde çalışma için uygun.
3. Termal Genişleme Katsayısı Eşleştirme - Ambalaj stresinin çip malzemeleriyle azaltılması.
4. Düşük dielektrik sabiti-yüksek frekanslı performans ve daha hızlı sinyal iletimini sağlayan.
5. Yüksek mekanik mukavemet - Ambalaj ve uygulama sırasında güvenilirliğin korunması.
6. Güçlü korozyon direnci - asitlere dayanan asitler, alkaliler, kaynar su ve organik çözücüler.
7. Yoğun mikroyapı - elektronik cihazlarda hermetik sızdırmazlığı desteklemek.
Yüksek termal iletkenliğe sahip alüminyum nitrür seramiklerinden, mekanik tokluk ile bilinen SI3N4 seramik ürünlerine ve güvenilir devre entegrasyonu için metalizasyon seramiklerinden , bu malzemeler güç elektroniği endüstrisinde yeniliği yönlendiriyor.