Wraz ze wzrostem półprzewodników trzeciej generacji urządzenia energetyczne szybko rozwijają się w kierunku gęstości mocy, miniaturyzacji, integracji i wielofunkcyjności. Rozwój te stanowią większe wymagania na podłożach opakowania, w których materiały ceramiczne stały się istotnym wyborem.
Substraty ceramiczne oferują unikalną kombinację wysokiej przewodności cieplnej, doskonałej odporności cieplnej, niskiej ekspansji cieplnej, silnej wytrzymałości mechanicznej, wyjątkowej izolacji, odporności na korozję i tolerancji promieniowania. Funkcje te sprawiają, że są szeroko stosowane w elektronicznych aplikacjach opakowaniowych.
Obecnie powszechnie stosowane ceramiczne materiały substratu obejmują 96 tlenku glinu ceramiczny (AL2O3), ceramikę azotku glinu (ALN), produkty ceramiczne SI3N4, tlenek berylu (BEO) i węglika krzemu (SIC) . Każdy materiał ma swoje zalety w zależności od wymagań aplikacji.
Aby spełnić oczekiwania dotyczące wydajności urządzeń energetycznych, ceramiczne podłoża muszą spełniać kilka krytycznych wymagań:
1. Wysoka przewodność cieplna - Zapewnienie efektywnego rozpraszania ciepła.
2. Doskonała odporność na ciepło - odpowiednia do pracy powyżej 200 ° C.
3. Dopasowanie współczynnika rozszerzania cieplnego - zmniejszenie naprężenia opakowania za pomocą materiałów chipowych.
4. Niska stała dielektryczna-umożliwiając wydajność wysokiej częstotliwości i szybszą transmisję sygnału.
5. Wysoka wytrzymałość mechaniczna - Utrzymanie niezawodności podczas pakowania i zastosowania.
6. Silna odporność na korozję - wytrzymałe kwasy, alkalis, wrzące woda i rozpuszczalniki organiczne.
7. Gęsta mikrostruktura - wspieranie uszczelnienia hermetycznego w urządzeniach elektronicznych.
Od ceramiki azotku aluminium o wysokiej przewodności cieplnej po produkty ceramiczne SI3N4 znane z wytrzymałości mechanicznej i ceramiki metalizacji do niezawodnej integracji obwodów, materiały te napędzają innowacje w branży elektroniki energetycznej.
