Eigenschaften und Anwendungen von Aluminiumnitrid-HTCC-Substraten

Aluminiumnitrid (AlN)-Keramik Sie weisen hervorragende physikalische Eigenschaften auf, darunter hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrige Dielektrizitätskonstante, hohe Festigkeit, hohe Härte, Ungiftigkeit und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich dem von Silizium. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch hervorragende chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit aus. AlN-basierte, mehrschichtige Co-Fire-Substrate, die als dielektrische Isolationsmaterialien eingesetzt werden, eignen sich ideal zur Wärmeableitung und zum Aufbau von Hochleistungsmodulen und hochintegrierten Schaltkreisen.

I. Herstellungsprozess von AlN-Cofired-Substraten

Der Produktionsprozess von AlN-Hochtemperatur-Co-Fired-Keramik (HTCC) Mehrschichtsubstrate beinhaltet das Mischen AlN-Pulver Mit Sinterhilfsmitteln und Additiven zu einem Keramikschlicker vermengt. Dieser Schlicker wird anschließend mittels Foliengießen zu grünen Keramikplatten geformt. Vorgefertigte Schaltkreise werden auf diesen grünen Platten durch Verfahren wie Bohren, Füllen und Bedrucken mit Metallpasten hergestellt. Anschließend werden die Platten laminiert und bei hohen Temperaturen gesintert, um hochwärmeleitfähige und dichte Keramiksubstrate zu erzeugen.

Seit AlN-Keramik mit hoher Wärmeleitfähigkeit Da Sintertemperaturen typischerweise über 1600 °C erforderlich sind, sind herkömmliche Edelmetallleiter wie Pd-Ag oder Au für das gemeinsame Brennen mit AlN ungeeignet. Stattdessen werden hochschmelzende Metalle wie Wolfram (W, Schmelzpunkt 3400 °C) und Molybdän (Mo, Schmelzpunkt 2623 °C) als gemeinsam gebrannte Leiter verwendet. W- und Mo-Pasten weisen jedoch eine schlechte Lötbarkeit auf, sodass eine Oberflächenbeschichtung mit Nickel, Palladium und Gold erforderlich ist, um die Lötbarkeit für die anschließende Montage zu verbessern.

Das Hochtemperatur-Co-Firing ist ein entscheidender Schritt in der Herstellung AlN-Mehrschichtkeramiksubstrate, was erhebliche Auswirkungen auf ihre Ebenheit, Leiterhaftung und Flächenwiderstand hat.

II. Anwendungsgebiete von AlN-Cofired-Substraten

AlN-Mehrschichtkeramiksubstrate vereinen die Vorteile herkömmlicher Mehrschichtkeramiksubstrate in der 3D-Integration mit überlegenen Wärmeableitungseigenschaften. Sie ermöglichen eine schnelle Wärmeableitung bei gleichzeitiger Erhöhung der Packungsdichte und Anpassung an die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Halbleitermaterialien. Diese Substrate bieten breite Anwendungsmöglichkeiten in hochdichten, leistungsstarken Multichip-Modulen (MCMs), LED-Verpackungen, Verpackungen für optische Kommunikation und MEMS-Verpackungen.

Multichip-Module (MCMs)

Die Weiterentwicklung hochintegrierter Schaltkreise (LICs) stellt höhere Anforderungen an die Inter-Chip-Verbindungen. Hochdichte Gehäusetechnologien haben sich in hochwertigen elektronischen Systemen etabliert. MCMs stellen eine fortschrittliche Form der mikroelektronischen Gehäuse dar, bei der Chips und Mikrokomponenten auf einem hochdichten Verdrahtungssubstrat zu Funktionsmodulen oder sogar Subsystemen integriert werden. MCMs ermöglichen zudem die Miniaturisierung und hochdichte Integration elektronischer Systeme und sind ein entscheidender Schritt in der Systemintegration. Die Technologie hochdichter Mehrschichtsubstrate ist der Schlüssel zur Erzielung hochdichter Gehäuse in MCMs.

MEMS

MEMS-Systeme integrieren Sensoren, Aktoren und Steuer-/Antriebsschaltungen und kombinieren dabei Mikroelektronik und Mikromechanik. In MEMS sind diese Komponenten eng miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig. Die Schaltkreise erzeugen erhebliche Wärme, während die mechanischen Komponenten zerbrechlich und anfällig für Beschädigungen sind. Die Gewährleistung einer zuverlässigen Signalübertragung und eines wirksamen Schutzes zwischen den Komponenten ist entscheidend, was höhere Anforderungen an die MEMS-Gehäusetechnologien stellt.

Über Xiamen Juci Technology

Juci Technology nutzt hochreine Rohstoffe, fortschrittliche Verbundzusätze und Präzisionssinterverfahren, um eine stabile Massenproduktion von leistungsstarken AlN-Keramiksubstraten zu ermöglichen. Dank flexibler Anpassung und strenger Qualitätskontrolle erfüllen wir die hohen Anforderungen von Hochleistungs-LEDs, IGBT-Modulen, 5G-HF-Geräten und Luft- und Raumfahrtanwendungen und sind damit ein führender inländischer Anbieter von Aluminiumnitridlösungen mit ultrahoher Wärmeleitfähigkeit.

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