السيراميك ثنائي الفينيل متعدد الكلور
(AlN / Al₂O₃ / DPC)
ركائز سيراميك الألومينا ونيتريد الألومنيوم - موصلية حرارية تصل إلى 170 واط/م-ك م، ومستقرة من -55 درجة مئوية إلى +350 درجة مئوية، وعدم تطابق CTE مع أشباه موصلات الطاقة SiC وG GaN.
الركيزة للتطبيقات التي لا يمكن أن تؤدي فيها مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور العضوية فعليًا
تستخدم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخزفي بلاطة سيراميك من الألومينا (Al₂O₃) أو نيتريد الألومنيوم (AlN) كطبقة سفلية - بدلاً من القاعدة العضوية FR4 أو القاعدة العضوية متعددة الأيميد المستخدمة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور القياسي. يتم ترسيب آثار الدوائر النحاسية مباشرةً على سطح السيراميك بواسطة عملية النحاس اللوحي المباشر (DPC) أو عن طريق الطباعة على الشاشة ذات الأغشية السميكة.
الفرق في الأداء ليس تزايديًا. يتميز AlN بموصلية حرارية تبلغ 170 واط/م-ك - أي أعلى بأكثر من 500 مرة من 0.3 واط/م-ك في FR4. بالنسبة لموزفيت SiC MOSFET بقدرة 200 واط، يعني هذا الفرق درجة حرارة وصلة تبلغ 180 درجة مئوية على FR4 مقابل 95 درجة مئوية على AlN - الفرق بين الهروب الحراري والتشغيل الموثوق به.
كما أن ركائز السيراميك خاملة كيميائيًا وثابتة ميكانيكيًا حتى 1600 درجة مئوية، ولها معامل تمدد حراري (CTE) يتطابق بشكل وثيق مع SiC (3.7 جزء في المليون/درجة مئوية) وGaN (5.6 جزء في المليون/درجة مئوية) - مما يقضي على إجهاد عدم تطابق CTE الذي يدمر وحدات طاقة الركيزة العضوية تحت التدوير الحراري.
احصل على عرض أسعار سيراميك ثنائي الفينيل متعدد الكلور →
ثلاث حقائق هندسية تجعل من السيراميك الركيزة الوحيدة القابلة للتطبيق
عندما تتجاوز درجة الحرارة، أو التوصيل الحراري أو مطابقة CTE ما تتحمله الركائز العضوية - تتطلب الفيزياء السيراميك.
التوصيل الحراري - 500 × أفضل من FR4 بـ 500 مرة
الموصلية الحرارية ل FR4: 0.3 واط/م-ك. ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأساسي المعدني (MCPCB): 1-4 واط/م-ك. الألومينا Al₂O₃O₃: 24 واط/م-ك. نيتريد الألومنيوم AlN: 170 واط/كلفن. بالنسبة لجهاز طاقة 100 واط، يتوافق هذا التسلسل مع درجات حرارة الوصلة التي تبلغ 180 درجة مئوية و85 درجة مئوية و45 درجة مئوية و30 درجة مئوية فوق المحيط على التوالي. لا يقتصر أداء نيتريد الألومنيوم على الأداء الأفضل فحسب، بل يتيح مستويات كثافة طاقة لا تستطيع الركائز العضوية دعمها فعليًا.
AlN = 170 واط/م-ك - Al₂O₃₃₃ = 24 واط/م-ك - FR4 = 0.3 واط/م-ك - 500 × فرقعدم تطابق CTE الصفري - نهاية الإرهاق الحراري
يحتوي SiC على CTE يبلغ 3.7 جزء في المليون/درجة مئوية. تبلغ CTE ل FR4 من 14 إلى 17 جزء في المليون/درجة مئوية - عدم تطابق 4 أضعاف يولد إجهاد إجهاد حراري في كل دورة طاقة. بعد 10,000-100,000 دورة، تتشقق وصلات اللحام ويفشل الجهاز. تتطابق CTE 4.5 جزء في المليون/درجة مئوية تقريبًا مع SiC - مما يتيح التوصيل المباشر للقالب بدون مواد واجهة حرارية وعمر الوحدة يقاس بعقود بدلاً من سنوات.
AlN CTE = 4.5 جزء في المليون/°مئوية - SiC CTE = 3.7 جزء في المليون/°مئوية - تم التخلص من الإجهاد الحراريخمول كيميائي ودرجة حرارة أعلى من 200 درجة مئوية
تبدأ مصفوفة إيبوكسي FR4 في التحلل عند درجات حرارة تقترب من درجة حرارة Tg (130-220 درجة مئوية حسب الدرجة) وتتعرض للهجوم بواسطة مذيبات المعالجة ومواد التنظيف القاسية. يتميز سيراميك الألومينا والألومينا ألن بالثبات حتى 1600 درجة مئوية، وهو خامل كيميائيًا لجميع المذيبات والأحماض الصناعية تقريبًا، وغير قابل للامتصاص للرطوبة. بالنسبة للعمليات ذات درجات الحرارة المرتفعة والبيئات الكيميائية القاسية والتطبيقات التي تتطلب عمر خدمة يزيد عن 20 عامًا، فإن السيراميك ليس خيارًا ممتازًا - بل هو المواصفات الهندسية المناسبة.
مستقر حتى 1600 درجة مئوية - خامل كيميائي - خالي من الرطوبة - عمر افتراضي يزيد عن 20 عامًامواصفات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخزفي الكامل
ركائز Al₂O₃ وAl₃N مخزنة داخليًا. تقاس الموصلية الحرارية لكل دفعة ويتم الإبلاغ عنها مع التسليم.
معلمات التصنيع
| مادة الركيزة | Al₂O₃ 96% - Al₂O₃ 99% - Al₂O₃ 99% |
| التوصيل الحراري | 24 واط/م-ك (Al₂O₃O₃) - حتى 170 واط/م-ك (Al₂O₃) |
| العملية | لجنة السياسات الإنمائية - لجنة التنسيق الإدارية - لجنة التنسيق الإدارية - لجنة التنسيق الإدارية |
| دقيقة. التتبع/المساحة | 25 ميكرومتر / 25 ميكرومتر (عملية DPC) |
| سُمك النحاس | 5 ميكرومتر - 300 ميكرومتر (DPC) |
الأداء والمعايير
| درجة حرارة التشغيل | -55 درجة مئوية إلى +350 درجة مئوية (سيراميك) - +850 درجة مئوية (HTCC) |
| CTE (AlN) | 4.5 جزء في المليون/درجة مئوية - شبه مطابق ل SiC/ GaN |
| تشطيب السطح | ENIG - النحاس العاري - النحاس الإلكتروليتي - النحاس الإلكتروليتي |
| سُمك الركيزة | 0.25 مم - 3.0 مم |
| خشونة السطح (Ra) | < 0.1 ميكرومتر على أسطح القوالب الملحقة |
كيف يتم تصنيع السيراميك ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ويجمع تصنيع الركيزة الخزفية بين تلبيد السيراميك والترسيب الرقيق والطلاء الإلكتروليتي الدقيق - وهو ما يختلف تمامًا عن تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور العضوي.
تحضير الركيزة
بلاط السيراميك المحروق (Al₂O₃ أو Al₃ أو AlN) يتم تقطيعه حسب الحجم، ويتم صقله وتلميعه حتى يصل إلى Ra < 0.1 ميكرومتر على أسطح القوالب الملحقة. يتم التحقق من التوصيل الحراري الوارد عن طريق وميض الليزر.
طبقة بذور PVD
يتم ترسيب طبقة أولية من Ti/Cu أو Ti/Ni/النحاس أو Ti/Ni بالترسيب الفيزيائي للبخار (PVD/التبخير) لتوفير قاعدة موصلة موحدة للطلاء الكهربائي اللاحق.
طلاء النحاس الإلكتروليتي والتصوير الكهربائي
يتم طلاء النحاس بالكهرباء حتى السماكة المستهدفة (5-300 ميكرومتر). يتم نقش آثار الدائرة بواسطة الطباعة الليثوغرافية الضوئية وحفرها إلى الشكل الهندسي النهائي - 25 ميكرومتر كحد أدنى لعرض الأثر.
تشطيب السطح وفحصه
يتم تطبيق طلاء ENIG أو طلاء الذهب الإلكتروليتي. يُستكمل الفحص البصري 100% والاختبار الكهربائي واختبار قوة التقشير عملية DPC.
عندما يكون السيراميك ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو الركيزة الوحيدة القابلة للتطبيق
درجة حرارة عالية، أو كثافة تيار عالية أو قالب متوافق مع CTE - السيراميك هو المتطلب الهندسي.
وحدات الطاقة SiC و GaN
ركائز AlN مباشرةً تحت قالب SiC MOSFET وG GaN HEMT - مما يزيل مواد الواجهة الحرارية.
مصفوفات LED عالية الطاقة
سيراميك الألومينا لصفائف مصابيح LED متعددة القوالب والتطهير بالأشعة فوق البنفسجية حيث تتحكم درجة حرارة الوصلة في العمر الافتراضي.
عاكسات SiC للسيارات
DPC AlN لوحدات طاقة عاكس الجر في السيارات التي تتطلب درجة حرارة وصلة مستمرة تبلغ 150 درجة مئوية.
مضخمات طاقة الترددات اللاسلكية
AlN لوحدات RF PA التي تتطلب إدارة حرارية وعزل كهربائي في نفس الوقت.
تركيبات الصمام الثنائي الليزري الفرعي
سيراميك عالي الدقة لثنائيات الليزر أحادية الباعث والقضيب الليزري التي تتطلب تسطيحًا دون الميكرون.
إلكترونيات طاقة الفضاء الجوي
سيراميك موفر للوزن لمحوّلات التيار المستمر - التيار المستمر لإلكترونيات الطيران وتكييف طاقة الأقمار الصناعية.
الجراحة الكهربائية الطبية
سيراميك معزول عالي الجهد لدوائر خرج المولدات الكهربائية.
أنظمة الطاقة العسكرية
سيراميك ذو مواصفات عسكرية لمراحل طاقة وحدة الرادار T/R التي تعمل في درجات حرارة قصوى.
جودة الركيزة الخزفية - تم التحقق منها من حيث الأداء الحراري والميكانيكي.
التصاق الواجهة النحاسية-السيراميكية هو المتغير الذي يحد من العمر الافتراضي في ركائز سيراميك DPC في ظل تدوير الطاقة. يؤكد اختبار قوة التقشير وتأهيل الدورة الحرارية الذي نجريه على جودة الواجهة التي تحدد عمر تشغيل الوحدة - وليس فقط السلامة الكهربائية في اليوم الأول.
- ISO 9001 : 2015إدارة الجودة المدققة من جهة خارجية
- شهادة الموادوثائق نقاء ركيزة Al₂O₃ و Al₃N
- التوصيل الحراري CoCقياس الوميض الليزري لكل لوت على AlN
- RoHS / REACHالامتثال للمواد الخطرة في الاتحاد الأوروبي
طرق الفحص والاختبار
- 100% اختبار كهربائي - مسبار طائرجميع الشباك، كل الركيزة
- 100% AOIفحص أثر النحاس وفحص الأبعاد
- اختبار قوة تقشير النحاسالتصاق واجهة DPC النحاس والسيراميك النحاسية البينية لكل دفعة
- التوصيل الحراري - وميض الليزرالقياس لكل قطعة على ركائز AlN
- خشونة السطح (Ra)قياس الملامح على أسطح القوالب الملحقة
- القوس والتسطيحقياس الملامح الجانبية بالليزر لاستواء القالب اللاصق
- التدوير الحراري -55 درجة مئوية إلى +350 درجة مئويةمؤهلات ركوب الدراجات الكهربائية عند الطلب
- سُمك الطلاء بالترددات الراديوية السينيةقياس سُمك تشطيب ENIG / Au النهائي
ركائز السيراميك التي بنيناها
تحديات الركيزة الحقيقية عالية الطاقة والحرارة العالية - تم حلها.
ركيزة AlN لعاكس SiC بقدرة 150 كيلوواط
DPC AlN، 170 واط/م ك، 300 ميكرومتر من النحاس لتكامل شريط الناقل، سطح نحاسي مكشوف لقالب SiC المباشر، نطاق تشغيل يتراوح بين -55 درجة مئوية و+175 درجة مئوية.
مقاومة حرارية من الوصلة إلى العلبة 22% أقل من تصميم الألومينا المنافس. اجتاز 10,000 دورة طاقة مؤهلة. حقق العميل كثافة طاقة أعلى 35% مقارنة بالجيل السابق.
مصفوفة سيراميك LED بالأشعة فوق البنفسجية - C بقدرة 500 واط
Al₂O₃ 99%، 24 واط/م ك، تشطيب ENIG، مصفوفة متعددة القوالب 8×8، درجة حرارة تشغيل مستمرة 120 درجة مئوية لوحدة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية-ج.
درجة حرارة وصلة الصمام الثنائي الباعث للضوء 28 درجة مئوية أقل من تصميم MCPCB المكافئ. كفاءة 8% أعلى عند الطاقة المقدرة. تجاوز عمر الوحدة 50,000 ساعة في اختبار العمر الافتراضي المتسارع.
ركيزة AlN ل 200 واط GaN PA
DPC AlN، عرض التتبع 50 ميكرومتر لخطوط تغذية الترددات اللاسلكية، ENIG، مطابق لقالب GaN على SiC، سطح Ra 0.1 ميكرومتر لملحق القالب.
استوفى أداء التردد اللاسلكي المواصفات في أول بناء دون مراجعة التخطيط. القياسات الحرارية أقل من المحاكاة ب 15 درجة مئوية. اجتازت مؤهلات MIL-STD-883 من المحاولة الأولى.
الأسئلة الشائعة حول السيراميك ثنائي الفينيل متعدد الكلور
أسئلة فنية حول ركائز السيراميك DPC واختيار المواد والأداء الحراري.
ترسب DPC (نحاس اللوح المباشر) طبقة بذرة رقيقة من النحاس بتقنية PVD مباشرةً على سطح السيراميك، ثم يتم ترسيب النحاس كهربائيًا إلى السماكة المستهدفة. ويحقق ذلك إمكانية وضع خطوط دقيقة (25 ميكرومتر كحد أدنى لعرض الأثر)، ونحاس رقيق موحد، وسطح أملس للغاية. تقوم طباعة الشاشة ذات الأغشية السميكة بتطبيق عجينة موصلة من خلال قناع الشاشة وتطلقها - الحد الأدنى لعرض الخط عادةً 100-150 ميكرومتر وخشونة السطح أعلى بكثير. ويفضل استخدام DPC لوحدات الطاقة وتطبيقات الترددات اللاسلكية والدوائر الدقيقة. يُستخدم الغشاء السميك لشبكات المقاومات وركائز المستشعرات.
اختر Al₂O₃ (الألومينا) عندما تكون الموصلية الحرارية 24 واط/م-ك كافية وتكون التكلفة قيدًا أساسيًا - مناسب لمحركات LED وإلكترونيات الطاقة العامة والأجهزة الطبية. اختر AlN (نيتريد الألومنيوم) عندما تتطلب ميزانية درجة حرارة وصلة جهاز الطاقة لديك توصيلًا أعلى من 80 واط/كلفن عندما تكون مطابقة CTE مع قالب SiC أو GaN أمرًا بالغ الأهمية، أو عندما تتجاوز درجات حرارة التشغيل 200 درجة مئوية بشكل مستمر. تبلغ تكلفة نيتريد الألومنيوم حوالي 3-4 أضعاف تكلفة الألومينا.
يبلغ الحد الأدنى لسُمك النحاس في عملية DPC الخاصة بنا 5 ميكرومتر (لتطبيقات طبقة الإشارة). نحاس وحدة الطاقة القياسي هو 100-200 ميكرومتر. بالنسبة لشريط الناقل وتطبيقات التيار العالي، يمكن تحقيق النحاس حتى 300 ميكرومتر. تؤثر سماكة النحاس على قدرة حمل التيار والمقاومة الحرارية والحد الأدنى المطلوب لعرض التتبع - يتطلب النحاس السميك آثارًا أوسع للحفاظ على طلاء موحد.
نعم - سيراميك DPC مع نحاس مكشوف أو تشطيب ENIG مناسب للتركيب المباشر للقالب باستخدام معجون تلبيد الفضة أو لحام الذهب والقصدير (AuSn) أو لحام SAC305. بالنسبة للتلبيد الفضي المباشر، يجب طلاء السطح النحاسي بالفضة بعد تلبيد الفضة. توفر الركيزة الخزفية مطابقة CTE للقالب والمسار الحراري إلى المشتت الحراري، مما يزيل طبقات المواد الواجهة الحرارية والمقاومة الحرارية المرتبطة بها.
تُقاس الموصلية الحرارية لركائز AlN عن طريق تحليل وميض الليزر (LFA) على كوبونات المواد المقطوعة من نفس دفعة الإنتاج التي تم شحنها. نبلغ عن القيمة المقاسة في شهادة مطابقة المواد (CoC) التي يتم تسليمها مع كل طلبية. تتراوح القيم المقاسة النموذجية لصف AlN القياسي لدينا بين 155-170 واط/م-ك. إذا كان النموذج الحراري الخاص بك يتطلب قيمة دنيا محددة، فحددها في مرحلة الاستفسار.
يتم تصنيف الركائز الخزفية DPC المزودة بآثار نحاسية للتشغيل المستمر حتى 350 درجة مئوية. تبدأ الرابطة بين النحاس والسيراميك في التدهور فوق 400 درجة مئوية بسبب التباين في CTE. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا أعلى من 350 درجة مئوية، فإن تقنية HTCC (سيراميك عالي الحرارة يتم حرقه عند 1500 درجة مئوية) مع موصلات معدنية حرارية (W، Mo) هي التقنية المناسبة - استشر فريقنا الهندسي لمعرفة إمكانية HTCC.
قم بمراجعة تصميم الركيزة الخزفية الخاصة بك - اليوم.
أرسل متطلباتك الحرارية ومواصفات القالب المرفق وملف تعريف دورة الطاقة. يعيد مهندسو السيراميك لدينا توصية بالمواد ومراجعة عملية DPC في غضون 8 ساعات.
- مراجعة سوق دبي المالي متضمنة مع كل استفسار
- توقيع اتفاقية عدم الإفصاح عند الطلب - ممارسة قياسية
- الاستجابة في غضون 8 ساعات عمل
- يتوفر نموذج أولي سريع لمدة 48 ساعة
- لا يلزم التزام للحصول على عرض أسعار
طلب عرض أسعار
املأ التفاصيل أدناه وسنعاود الاتصال بك قريباً.