Với sự gia tăng của chất bán dẫn thế hệ thứ ba, các thiết bị năng lượng đang nhanh chóng tiến tới mật độ công suất cao hơn, thu nhỏ, tích hợp và đa chức năng. Những phát triển này đặt ra nhu cầu lớn hơn đối với các chất nền bao bì, trong đó vật liệu gốm đã trở thành một lựa chọn thiết yếu.
Các chất nền gốm cung cấp một sự kết hợp độc đáo của độ dẫn nhiệt cao, khả năng chịu nhiệt tuyệt vời, giãn nở nhiệt thấp, cường độ cơ học mạnh, cách nhiệt vượt trội, khả năng chống ăn mòn và dung nạp bức xạ. Những tính năng này làm cho chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đóng gói điện tử.
Hiện tại, các vật liệu cơ chất gốm thường được sử dụng bao gồm 96 chất nền gốm alumina (AL2O3), gốm sứ nhôm (ALN), các sản phẩm gốm SI3N4, beryllium oxide (BEO) và silicon cacbide (SIC) . Mỗi tài liệu có lợi thế của nó tùy thuộc vào các yêu cầu ứng dụng.
Để đáp ứng kỳ vọng hiệu suất của các thiết bị năng lượng, chất nền gốm phải đáp ứng một số yêu cầu quan trọng:
1. Độ dẫn nhiệt cao - đảm bảo tản nhiệt hiệu quả.
2. Điện trở nhiệt tuyệt vời - Thích hợp cho hoạt động trên 200 ° C.
3. Kết hợp hệ số mở rộng nhiệt - Giảm căng thẳng bao bì với vật liệu chip.
4. Hằng số điện môi thấp-cho phép hiệu suất tần số cao và truyền tín hiệu nhanh hơn.
5. Sức mạnh cơ học cao - Duy trì độ tin cậy trong quá trình đóng gói và ứng dụng.
6. Kháng ăn mòn mạnh - chịu được axit, kiềm, nước sôi và dung môi hữu cơ.
7. Cấu trúc vi mô dày đặc - Hỗ trợ niêm phong Hermetic trong các thiết bị điện tử.
Từ gốm sứ nhôm với độ dẫn nhiệt cao đến các sản phẩm gốm Si3N4 được biết đến với độ bền cơ học và gốm kim loại để tích hợp mạch đáng tin cậy, các vật liệu này đang thúc đẩy sự đổi mới trong ngành công nghiệp điện tử năng lượng.