Elektronikos, puslaidininkių, galios įrenginių ir pažangių pakuočių srityse substratas yra itin svarbi medžiaga, kuri neša lustą, užtikrina elektros jungtis ir palengvina šilumos išsklaijimą.Skirtingoms reikmėms keliami labai skirtingi pagrindo šilumos laidumo, izoliacijos, šiluminio plėtimosi atitikimo ir aukšto{0}}dažnio našumo reikalavimai..
Toliau pateikiamos pagrindinių substrato medžiagų klasifikacijos ir jų tipiniai pritaikymai.
Suskirstyta pagal medžiagos tipą: 6 pagrindiniai substratai
|
Pagrindo tipas |
Reprezentacinė medžiaga |
Šilumos laidumas (W/m·K) |
Elektros izoliacija |
Tipinės programos |
|
Organiniai substratai |
FR-4 (epoksidinė derva + stiklo pluoštas) ABF (Ajinomoto statybinė{0}}plėvelė) |
0.3–0.5 |
✅ Geras |
• Buitinės elektronikos pagrindinės plokštės • Mobiliųjų telefonų/kompiuterių PCB • Pakavimo substratai (ABF CPU / GPU) |
|
Metaliniai substratai |
Aliuminio -pagrindas (Al) Vario -pagrindas (Cu) |
1–2 (integralus) (didelis metalinės šerdies šilumos laidumas, bet mažas izoliacijos sluoksnis) |
Reikalingas izoliacinis sluoksnis |
• LED apšvietimas • Maitinimo moduliai • Automobilių elektronika |
|
Keraminiai substratai |
Aliuminio oksidas (Al2O3) Aliuminio nitridas (AlN) Silicio karbidas (SiC) |
24–35 170–220 120–200 (bet paprastai laidūs!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (SiC yra puslaidininkis) |
• Maitinimo moduliai (IGBT) • LED laikikliai • RF įrenginiai • Jutikliai |
|
Tiesiogiai{0}}surištas varis (DBC) |
Al₂O3 + Cu AlN + Cu |
24–35 170–200 |
✅ (keraminio sluoksnio izoliacija) |
• Elektromobilių inverteriai • Fotovoltiniai inverteriai • Pramoninės variklio pavaros |
|
Aktyvus metalinis litavimas (AMB) |
AlN + Cu (aktyvus lydmetalis) |
170–200 |
✅ |
• Aukštos{0}}galybės EV pagrindinė pavara (800 V platforma) • Geležinkelių transportas |
|
Silicio/stiklo substratas |
Monokristalinis silicis Itin{0}}plonas stiklas |
150 1.0 |
❌ (Si praleidžia elektrą) ✅ |
• 2.5D/3D IC pakuotė • Ventiliatorius- • MEMS |
Raktų pasirinkimo vadovas: atitikimas poreikiams
✅ Reikalingas „Aukštas šilumos laidumas + aukšta izoliacija“ → Pasirinkite keraminius substratus
Kaina{0}}Efektyvi parinktis: 96 % aliuminio oksido (Al₂O₃)
Maža kaina, tinka vidutinės{0}}galios šviesos diodams ir pramoniniams maitinimo šaltiniams
Didelės{0}}našumo parinktis: aliuminio nitridas (AlN)
Šilumos laidumas yra 6–8 kartus didesnis nei Al₂O3, naudojamo EV, 5G bazinėse stotyse ir lazeriuose
Pastaba: Nors silicio karbidas (SiC) pasižymi dideliu šilumos laidumu, jis yra laidus elektrai ir negali būti tiesiogiai naudojamas kaip izoliacinis pagrindas! Jis naudojamas tik kaip SiC maitinimo įrenginių substratas (ne{0}}pakavimo substratas).
✅ Dėl "aukšto dažnio, mažų nuostolių" → Rinkitės specialią keramiką ar stiklą
LTCC (žemos temperatūros bendrai kaitinama keramika): naudojama milimetrinių bangų moduliuose (5G/radaras)
Kvarco / stiklo substratai: stabili dielektrinė konstanta, naudojama RF MEMS
✅ Jei norite „maža kaina + didelis plotas“ → Rinkitės ekologiškus substratus
FR-4: Įprasta plataus vartojimo elektronikos dalis
ABF:{0}}aukštos klasės procesoriaus / GPU pakuotė (pvz., „Intel“, AMD)
✅ Jei norite „galutinis šilumos išsklaidymas + didelis patikimumas“ → pasirinkite DBC/AMB
DBC ant AlN: naudojamas Tesla Model 3 inverteriuose
AMB: stipresnis sukibimas nei DBC, geresnis atsparumas terminiam nuovargiui
Santrauka:„Geriausio“ substrato nėra, yra tik „tinkamiausias“ substratas.
Buitinė elektronika → Organiniai substratai (ABF/FR-4)
Galios elektronika → Keraminiai substratai (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Aukšto{0}}dažnio ryšys → LTCC / stiklas
Išplėstinė pakuotė → Silicon Interposer + organinis perskirstymas
Substrato apdorojimo poreikiams,susisiekite su mumis.„Yuchang Laser“ teikia nemokamus pavyzdžius bandymams.
