W dziedzinie elektroniki, półprzewodników, urządzeń zasilających i zaawansowanych opakowań podłoże jest kluczowym materiałem, na którym znajduje się chip, zapewnia połączenia elektryczne i ułatwia odprowadzanie ciepła.Różne zastosowania mają bardzo różne wymagania dotyczące przewodności cieplnej podłoża, izolacji, dopasowania rozszerzalności cieplnej i wydajności przy wysokich-częstotliwościach.
Poniżej przedstawiono klasyfikacje głównych materiałów podłoża i ich typowe zastosowania.
Klasyfikacja według rodzaju materiału: 6 głównych substratów
|
Typ podłoża |
Materiał reprezentatywny |
Przewodność cieplna (W/m·K) |
Izolacja elektryczna |
Typowe zastosowania |
|
Podłoża organiczne |
FR-4 (żywica epoksydowa + włókno szklane) ABF (film-Ajinomoto) |
0.3–0.5 |
✅Dobrze |
•Płyty główne elektroniki użytkowej • Płytki drukowane telefonów komórkowych/komputerów • Podłoża opakowaniowe (ABF dla CPU/GPU) |
|
Podłoża metalowe |
Na bazie aluminium-(Al) Na bazie miedzi-(Cu) |
1–2 (całka) (Wysoka przewodność cieplna rdzenia metalowego, ale niska warstwa izolacyjna) |
Wymaga warstwy izolacyjnej |
• Oświetlenie LED • Moduły mocy • Elektronika samochodowa |
|
Podłoża ceramiczne |
Tlenek Glinu (Al₂O₃) Azotek glinu (AlN) Węglik krzemu (SiC) |
24–35 170–220 120–200 (Ale zwykle przewodzący!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (SiC jest półprzewodnikiem) |
• Moduły mocy (IGBT) • Wsporniki LED • Urządzenia RF • Czujniki |
|
Bezpośrednio-miedź wiązana (DBC) |
Al₂O₃ + Cu AlN + Cu |
24–35 170–200 |
✅ (Izolacja warstwą ceramiczną) |
• Falowniki pojazdów elektrycznych • Inwertery fotowoltaiczne • Przemysłowe napędy silnikowe |
|
Aktywne lutowanie metali (AMB) |
AlN + Cu (lut aktywny) |
170–200 |
✅ |
• Zaawansowany-napęd główny pojazdu elektrycznego (platforma 800 V) • Transport kolejowy |
|
Podłoże krzemowo-szklane |
Krzem monokrystaliczny Ultra{0}}cienkie szkło |
150 1.0 |
❌ (Si przewodzi prąd) ✅ |
• Opakowanie układu scalonego 2,5D/3D • Rozwiń-rozszerz • MEMY |
Kluczowy przewodnik po wyborze: Dopasowanie do potrzeb
✅ Wymaga „wysokiej przewodności cieplnej + wysokiej izolacji” → Wybierz podłoża ceramiczne
Ekonomiczna-opcja: 96% tlenku glinu (Al₂O₃)
Niski koszt, odpowiedni do diod LED-średniej mocy i zasilaczy przemysłowych
Opcja o-wysokiej wydajności: azotek glinu (AlN)
Przewodność cieplna jest 6–8 razy większa niż Al₂O₃, stosowanego w pojazdach elektrycznych, stacjach bazowych 5G i laserach
Uwaga: Chociaż węglik krzemu (SiC) ma wysoką przewodność cieplną, przewodzi prąd elektryczny i nie może być bezpośrednio stosowany jako podłoże izolacyjne! Jest używany wyłącznie jako podłoże (nie-podłoże opakowaniowe) dla urządzeń zasilających SiC.
✅ Dla „wysokiej częstotliwości, niskich strat” → Wybierz specjalną ceramikę lub szkło
LTCC (ceramika-wypalana współbieżnie w niskiej temperaturze): stosowana w modułach-fal milimetrowych (5G/radar)
Podłoża kwarcowe/szklane: Stabilna stała dielektryczna, stosowana w RF MEMS
✅ W przypadku „niskiego kosztu + dużej powierzchni” → Wybieraj podłoża organiczne
FR-4: Główny nurt elektroniki użytkowej
ABF:-zaawansowane obudowy procesorów/GPU (np. Intel, AMD)
✅ Dla „najwyższego odprowadzania ciepła + wysokiej niezawodności” → Wybierz DBC/AMB
DBC na AlN: Używany w falownikach Tesla Model 3
AMB: Silniejsze wiązanie niż DBC, lepsza odporność na zmęczenie cieplne
Streszczenie:Nie ma „najlepszego” podłoża, jest tylko „najbardziej odpowiednie” podłoże.
Elektronika użytkowa → Substraty organiczne (ABF/FR-4)
Energoelektronika → Podłoża ceramiczne (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Komunikacja-wysokiej częstotliwości → LTCC / szkło
Zaawansowane opakowanie → Przekładka silikonowa + redystrybucja organiczna
Na potrzeby przetwarzania podłoża,skontaktuj się z nami.Yuchang Laser zapewnia bezpłatne próbki do testów.
