정보 기술 혁명의 도래와 함께 집적 회로 산업은 급속도로 발전했습니다. 전자 시스템의 집적도 증가는 전자 부품과 시스템 전체의 전력 밀도와 발열량 증가로 이어집니다. 따라서 효과적인 전자 패키징은 전자 시스템의 방열 문제를 해결해야 합니다.
이러한 맥락에서, 뛰어난 방열 성능을 갖춘 세라믹 기판에 대한 시장 수요가 급증하고 있습니다. 특히 질화알루미늄(AlN) 세라믹 기판다른 기질에 비해 가격이 상당히 높음에도 불구하고, "구하기 힘들다"는 수준까지 공급이 부족한 상태입니다. 왜 그럴까요?
이유는 간단합니다. 저자는 세 가지 주요 요점이 있다고 생각합니다.①가격대비 뛰어난 성능②도전적인 생산 과정③급속한 시장 성장.
오늘은 이 세 가지 측면을 더 깊이 파고들어 더 잘 이해하도록 하겠습니다. AlN 세라믹 기판.
01 뛰어난 열전도도
첫 번째, 세라믹 포장 기판 칩(열원)에서 열을 전달하고 외부 환경과의 열 교환을 용이하게 하기 위해 재료의 높은 열전도도를 주로 활용합니다. 전력 반도체 소자의 경우, 패키징 기판은 다음 요건을 충족해야 합니다.
높은 열전도도로 방열 요구 사항을 충족합니다.
고온 응용 분야(200 이상)를 견딜 수 있는 뛰어난 내열성°기음).
패키징의 열 응력을 줄이기 위해 칩 소재와 일치하는 열팽창 계수(CTE)를 적용했습니다.
고주파 성능을 위한 낮은 유전율로 신호 전송 지연을 줄이고 속도를 향상시킵니다.
포장 및 적용 시 기계적 성능 요구 사항을 충족할 만큼 높은 기계적 강도를 갖추고 있습니다.
강산, 알칼리, 끓는 물, 유기 용매 등을 견딜 수 있는 우수한 내식성.
전자 장치의 밀폐 요구 사항을 충족하는 구조입니다.
그렇다면 질화알루미늄의 성능은 어떨까요? 세라믹 기판 소재, AlN 세라믹 부품 높은 열전도도, 고강도, 고저항성, 낮은 밀도, 낮은 유전율, 무독성, 그리고 Si와 일치하는 CTE를 자랑합니다. 이러한 특성 덕분에 이 소재는 가장 유망한 소재 중 하나로 자리매김했습니다. 고온 세라믹 재료.
02 복잡하고 지루한 제작 과정
AlN 세라믹 기판의 생산은 매우 복잡하고 까다로우며, 이는 주로 고급 AlN 분말의 제조와 기판 제작이라는 두 가지 측면에서 나타납니다.’이 두 영역을 따로 살펴보겠습니다.
1. 질화알루미늄 분말
거의 모든 것의 품질 산업용 세라믹 제품 원자재의 품질에 큰 영향을 받으며, AlN 세라믹 기판도 예외는 아닙니다.
(1) 분말제조방법
고성능 분말 소재로서, 전 세계 연구자들은 기존 공정의 기술적 난제를 해결하는 동시에 새롭고 효율적인 제조 방법을 모색하기 위해 끊임없이 혁신을 거듭하고 있습니다. 현재 가장 널리 사용되는 산업적 방법은 탄화열환원법과 직접 질화법인데, 이 두 방법은 성숙되고 간단하며 고품질 제품을 생산합니다.
(2) 분말 성능에 영향을 미치는 여러 요인
AlN 세라믹 제품의 성능은 원료 분말의 특성, 특히 가장 가치 있는 특성에 직접적으로 좌우됩니다.—열전도도. 열전도도에 영향을 미치는 주요 요소는 다음과 같습니다.산소 및 기타 불순물 함량간섭 밀도, m미세구조.이러한 요소들은 AlN 분말에 반영되어 있습니다.’순도, 입자 크기, 모양.
(3) 가수분해 민감도 및 개질의 필요성
AlN 분말은 우수한 특성에도 불구하고 가수분해가 매우 쉽다는 큰 단점이 있습니다. 습한 환경에서는 물 속의 히드록실기와 쉽게 반응하여 수산화알루미늄을 형성하여 표면에 알루미나 층을 형성합니다. 이 층은 산소를 격자 내로 용해시켜 열전도도를 감소시키고 물리화학적 특성을 변화시켜 응용 분야를 복잡하게 만듭니다.
현재 솔루션은 코팅하는 것입니다 a질화알루미늄 입자 물로부터 분리하여 가수분해를 방지하는 물질이 첨가됩니다. 가수분해를 억제하는 방법은 다음과 같습니다.표면 화학적 개질,표면 물리적 코팅.
2. 기판 제작
(1) 세라믹 기판 형성
AlN 세라믹 기판을 제조하는 주요 방법은 테이프 캐스팅입니다.
(2) 중요 단계—소결
소결은 AlN 기판 제조에 있어서 중요한 단계이다.압력 없는 소결은 간단함과 낮은 비용으로 인해 AlN 기판에 가장 일반적으로 사용되지만, 일반적으로 고성능을 달성하려면 높은 온도와 소결 보조제가 필요합니다.
소결로 내 소결 온도의 균일성은 AlN 세라믹에 상당한 영향을 미칩니다. 온도 균일성에 대한 연구는 대량 생산, 비용 절감 및 상용화를 지원합니다.
고밀도 세라믹 소결의 경우, 소결 보조제를 첨가하는 것이 가장 경제적이고 효과적인 방법입니다.이러한 재료는 소결 중 두 가지 목적을 갖습니다.
그들은 표면 Al과 반응합니다₂O₃ 액체 알루미네이트를 형성하여 점성 흐름을 통해 물질 전달을 촉진합니다. 이를 통해 입자 접촉각을 조절하고, 기공을 채우고, 밀도를 향상시킵니다.이들은 산소와 반응하여 격자 산소 함량을 감소시킵니다.
환원 분위기에서는 AlN 환원을 방지하기 위해 소결 시간과 온도를 신중하게 조절해야 합니다. 중성 분위기(예: N₂) 이 문제를 피할 수 있으므로 고성능 AlN 세라믹을 생산하는 데 더 적합합니다.
샤먼 소개 주시 테크놀로지 주식회사
샤먼 쥐츠 테크놀로지(Xiamen Juci Technology Co., Ltd.)는 고성능 세라믹 소재의 연구, 개발, 생산 및 판매를 전문으로 하는 첨단 기술 기업입니다. AlN 기판 제조업체샤먼 쥐츠(Xiamen Juci)는 전자, 반도체, 항공우주 등 다양한 산업 분야에 고품질 질화알루미늄 계열 제품과 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 샤먼 쥐츠는 탁월한 품질과 서비스를 바탕으로 전 세계 고객으로부터 폭넓은 신뢰를 얻고 있습니다.
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