У областима електронике, полупроводника, енергетских уређаја и напредног паковања, супстрат је кључни материјал који носи чип, обезбеђује електричне везе и олакшава расипање топлоте.Различите апликације имају веома различите захтеве за топлотну проводљивост подлоге, изолацију, усклађеност термичког ширења и високе{0}}перформансе.
Следе класификације основних материјала за подлоге и њихове типичне примене.
Класификовано према врсти материјала: 6 главних подлога
|
Тип супстрата |
Репрезентативни материјал |
Топлотна проводљивост (В/м·К) |
Елецтрицал Инсулатион |
Типичне апликације |
|
Органски супстрати |
ФР-4 (епоксидна смола + стаклена влакна) АБФ (Ајиномото Буилд-уп Филм) |
0.3–0.5 |
✅ Добро |
• Матичне плоче потрошачке електронике • ПЦБ за мобилни телефон/рачунар • Подлоге за паковање (АБФ за ЦПУ/ГПУ) |
|
Металне подлоге |
Алуминијум{0}}(Ал) На бази бакра (Цу) |
1–2 (интегрални) (Висока топлотна проводљивост металног језгра, али низак изолациони слој) |
Захтева изолациони слој |
• ЛЕД осветљење • Модули напајања • Аутомобилска електроника |
|
Керамичке подлоге |
Алуминијум оксид (Ал₂О₃) Алуминијум нитрид (АлН) силицијум карбид (СиЦ) |
24–35 170–220 120–200 (Али обично проводљиво!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (СиЦ је полупроводник) |
• Модули напајања (ИГБТ) • ЛЕД носачи • РФ уређаји • Сензори |
|
Директно{0}}везани бакар (ДБЦ) |
Ал₂О₃ + Цу АлН + Цу |
24–35 170–200 |
✅ (изолација керамичким слојем) |
• Инвертори за електрична возила • Фотонапонски претварачи • Индустријски моторни погони |
|
Активно лемљење метала (АМБ) |
АлН + Цу (активни лем) |
170–200 |
✅ |
• Врхунски{0}}главни погон ЕВ (платформа од 800 В) • Железнички транспорт |
|
Силицијум/стаклена подлога |
Монокристални силицијум Ултра{0}}танко стакло |
150 1.0 |
❌ (Си проводи струју) ✅ |
• 2.5Д/3Д ИЦ паковање • Фан{0}}Оут • МЕМС |
Водич за одабир кључа: Усклађивање са потребама
✅ Захтева "високу топлотну проводљивост + високу изолацију" → Одаберите керамичке подлоге
Исплатива{0}} опција: 96% глинице (Ал₂О₃)
Ниска цена, погодна за ЛЕД диоде средње{0}}нане снаге и индустријска напајања
Опција високих{0}}перформанси: алуминијум нитрид (АлН)
Топлотна проводљивост је 6-8 пута већа од Ал₂О₃, који се користи у електричним возилима, 5Г базним станицама и ласерима
Напомена: Иако силицијум карбид (СиЦ) има високу топлотну проводљивост, он је електрично проводљив и не може се директно користити као изолациона подлога! Користи се само као подлога (не-подлога за паковање) за СиЦ уређаје за напајање.
✅ За "високу фреквенцију, мали губитак" → Одаберите специјалну керамику или стакло
ЛТЦЦ (Нискотемпературна ко{0}}печена керамика): Користи се у модулима са милиметарским{1}}таласима (5Г/радар)
Кварц/стаклене подлоге: Стабилна диелектрична константа, користи се у РФ МЕМС
✅ За „ниска цена + велика површина“ → Изаберите органске супстрате
ФР-4: Маинстреам у потрошачкој електроници
АБФ: врхунско{0}}паковање за ЦПУ/ГПУ (нпр. Интел, АМД)
✅ За „крајње расипање топлоте + висока поузданост“ → Изаберите ДБЦ/АМБ
ДБЦ на АлН: Користи се у претварачима Тесла Модел 3
АМБ: Јаче везивање од ДБЦ, боља отпорност на термички замор
резиме:Не постоји "најбољи" супстрат, само "најпогоднији" супстрат.
Потрошачка електроника → Органске подлоге (АБФ/ФР-4)
Енергетска електроника → Керамичке подлоге (АлН/Ал₂О₃) + ДБЦ/АМБ
Високо-комуникација → ЛТЦЦ / Гласс
Напредно паковање → Силицијумски интерпосер + органска редистрибуција
За потребе обраде супстрата,молимо контактирајте нас.Иуцханг Ласер пружа бесплатне узорке за тестирање.
