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电子封装用陶瓷基片

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   现代微电子技术发展异常迅猛, 新产品不断推出, 同时电子设备及系统向微型化、大规模集成化、高效率、高可靠性等方向发展。但随着电子系统集成度的提高, 其功率密度随之增加,电子元件及系统整体工作产生热量上升、系统工作温度升高会引起半导体器件性能恶化、器件破坏、分层等, 甚至使封装材料烧毁。因此有效的电子封装必须解决电子系统的散热问题。另外, 电子封装也应考虑环境因素的影响, 减少环境对电子系统的消极影响, 提高系统稳定性。这些因素要求电子线路布线合理化的同时, 也要求电子系统的封装技术进一步提高, 不断开发高性能电子封装材料。

Al2O3 陶瓷基片

电子封装用陶瓷基片

电子封装用陶瓷基片


   Al2O3 陶瓷一般是指以Al2O3 为主要原料、α- Al2O3 为主晶相、Al2O3 含量在75%以上的各种陶瓷, 它具有原料来源丰富、价格低廉、机械强度和硬度较高、绝缘性能良好、耐热冲击性能、抗化学侵蚀性能良好、尺寸精度高、与金属附着力好等优点,是一种综合性能较好的陶瓷基片材料。

   目前使用的Al2O3 陶瓷基片大多采用多层基片, Al2O3 的含量占85 %~ 99.5%。其中96 %Al2O3 陶瓷基板广泛用于生产如厚膜电路基片、片式器件等。Al2O3 室温下的热导率为29W/(m · K), 与钢铁的热导率接近;随着氧化铝含量的提高,氧化铝陶瓷基片的热导率有较大的提升,随着Al2O3 含量的升高, Al2O3 陶瓷基片的电绝缘性能、热导率等都会有所提高, 但同时也会导致烧成温度上升, 能源消耗增加, 窑具损耗大, 制造成本增加。

     SiC陶瓷基片

     SiC陶瓷的热导率很高,室温下为100~ 490W/(m·K),且与SiC结晶的纯度有关,纯度越高,热导率越大;抗氧化性能好,分解温度在2500℃以上,在氧化气氛中1600℃仍可以使用;热膨胀系数也较低而且与Si较接近,电绝缘性能良好;SiC硬度为莫氏硬度9.75,仅次于金刚石和立方BN,机械强度高。SiC陶瓷有很强的共价键特性,较难烧结,通常添加少量的硼或铝的氧化物作为助烧剂来提高致密度。实验表明,铍、硼、铝及其化合物均是最有效的添加剂,可使SiC陶瓷致密度达到98%以上。

     BeO陶瓷基片

     BeO具有钎锌矿结构,其中氧离子按六方密堆积方式排列形成六方晶格。一般的氧化物通常为离子化合物,而BeO却具有很强的共价键且平均分子量只有12,这些因素使得它具备高热导率的条件,其禁带宽度达10.6eV,绝缘性强,具有压电性质、发光和光化学性能、高机械强度、低介电损耗等,成为人们关注的材料之一。

电子封装用陶瓷基片

电子封装用陶瓷基片
   


     AlN陶瓷基片

  AlN陶瓷材料是一种新型高热导率陶瓷封装材料,20世纪90年代开始得到广泛地研究而逐步发展起来,是目前普遍认为很有发展前景的电子陶瓷封装材料。AlN材料热导率很高、介电性能优良、电绝缘强度高、化学性能稳定、抗腐蚀能力强、机械性能好,尤其是它的热膨胀系数与硅较匹配等特点使其能够作为理想的半导体封装基板材料,在集成电路、微波功率器件、毫米波封装、高温电子封装等领域获得了广泛应用。

    为了满足电子系统小型化、低成本及可靠性与电性能提高的市场要求,电子封装技术将得到进一步的提高。在今后相当长的时间内,电子封装基片材料仍以塑料为主,但在高致密封装和集成电路封装中,陶瓷基片材料仍有很大的发展空间。开发可靠性好,散热性优良、价格适宜的多层陶瓷基片封装是发展重点.


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