جدول المحتويات
ما هي الركيزة الخزفية؟
ركيزة السيراميكتُعرف أيضًا بلوحة الدوائر السيراميكية، وهي عبارة عن مادة خزفية كركيزة أو رقائق نحاسية مرتبطة بسطح أكسيد الألومنيوم (Al2O3) أو الركيزة الخزفية من نيتريد الألومنيوم (AlN) من خلال درجة حرارة عالية (أحادية الجانب أو مزدوجة الجانب) لتشكيل خطوط موصلة ومكونات إلكترونية للركيزة. بالمقارنة مع الركائز العضوية التقليدية (مثل FR-4)، تتمتع ركائز السيراميك بموصلية حرارية أعلى، وقوة ميكانيكية أفضل، ودرجة حرارة عالية أفضل، ومقاومة للتآكل، لذلك في مجال تغليف الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة والتردد العالي والموثوقية العالية لها مزايا لا يمكن الاستغناء عنها.
مزايا الركيزة السيراميكية
إجهاد ميكانيكي قوي، وثبات الشكل، وقوة عالية محددة، وموصلية حرارية عالية، وعزل عالي، وقوة ربط قوية، ومقاومة للتآكل، وأداء أفضل للدورات الحرارية، وعدد دورات يصل إلى 50000 مرة، وموثوقية عالية، مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور board (or IMS substrate) as can be etched out of a variety of graphic structures; non-polluting, non-polluting, the use of a wide range of temperatures -55 ° C ~ 850 ° C; coefficient of thermal expansion is close to the silicon, to simplify the production process for power modules.
مواد الركيزة الخزفية الشائعة ومزاياها
| المواد | المزايا | العيوب | التطبيقات |
|---|---|---|---|
| الألومينا (Al2O3) | منخفضة التكلفة، ومتانة ميكانيكية عالية، وخصائص عزل جيدة، وتوصيل حراري معتدل | توصيل حراري منخفض نسبياً | المصابيح، ووحدات الطاقة، وإلكترونيات السيارات |
| نيتريد الألومنيوم (AlN) | موصلية حرارية عالية، ومعامل تمدد حراري منخفض، وخصائص عزل جيدة | عالية التكلفة وصعبة المعالجة | مصابيح LED عالية الطاقة والليزر وأجهزة الليزر وأجهزة الموجات الدقيقة |
| نيتريد السيليكون (Si3N4) | قوة ميكانيكية عالية، معامل تمدد حراري منخفض، مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية | تكلفة عالية، موصلية حرارية منخفضة نسبياً | الأجهزة الإلكترونية ذات درجات الحرارة العالية، والفضاء الجوي |
| أكسيد البريليوم (BeO) | موصلية حرارية عالية للغاية، وخصائص عزل جيدة | عالية التكلفة، سامة | أجهزة الموجات الدقيقة عالية الطاقة، والفضاء الجوي |
عملية تصنيع الركيزة الخزفية
تتضمن عملية تصنيع الركيزة الخزفية بشكل أساسي ما يلي:
عملية الأغشية الرقيقة: استخدام الطلاء بالتفريغ والطباعة الليثوغرافية الضوئية والحفر وغيرها من العمليات في تشكيل خطوط موصلة دقيقة على الركيزة الخزفية، وهي مناسبة للدوائر عالية الكثافة وعالية الدقة.
عملية الأغشية السميكة: استخدام الطباعة على الشاشة، والتلبيد بدرجة حرارة عالية، وعمليات أخرى في تشكيل خطوط موصلة على ركائز السيراميك، مناسبة للدوائر عالية الطاقة والتيار العالي.
عملية النحاس الملتصق المباشر (DBC): يتم لصق رقائق النحاس مباشرةً بالركيزة الخزفية لتشكيل دائرة عالية التوصيل الحراري وعالية الموثوقية ومناسبة لتغليف الأجهزة عالية الطاقة.
عملية اللحام بالنحاس النحاسي المعدني النشط (AMB): يتم لحام رقائق النحاس على الركيزة الخزفية باستخدام مادة لحام بالنحاس المعدني النشط لتشكيل وصلة عالية القوة، وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية.
الاحتياطات
الركيزة الخزفية هي مادة هشة، في معالجة واستخدام العملية تحتاج إلى الانتباه لمنع الصدمة الميكانيكية. ركائز السيراميك من مواد مختلفة لها معاملات مختلفة من التمدد الحراري، في تصميم الدوائر يحتاج إلى مراعاة مشكلة المطابقة الحرارية، تحتاج إلى الاختيار وفقًا لمتطلبات التطبيق الفعلي.
مجالات استخدام ركائز السيراميك
تُستخدم ركائز السيراميك على نطاق واسع في المجالات التالية:
إضاءة LED: تغليف رقاقة LED عالية الطاقة، تحسن كفاءة تبديد الحرارة وتطيل عمر الخدمة.
إلكترونيات الطاقة:تغليف أجهزة IGBT وMOSFET وأجهزة الطاقة الأخرى، وتحسين كثافة الطاقة والموثوقية.
إلكترونيات السيارات: وحدات التحكم في المحرك، وأجهزة الاستشعار، وما إلى ذلك، لتحسين مقاومة درجات الحرارة العالية والاهتزازات.
الفضاء الجوي: تغليف الأجهزة الإلكترونية عالية الموثوقية لتلبية متطلبات استخدام البيئات القاسية.
معدات الاتصالات: جهاز الترددات اللاسلكية، وتغليف جهاز الموجات الدقيقة، وتحسين كفاءة نقل الإشارة.
مع التطور السريع لاتصالات الجيل الخامس، ومركبات الطاقة الجديدة، والذكاء الاصطناعي، وغيرها من الصناعات الناشئة، والطلب المتزايد على الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة والترددات العالية والموثوقية العالية، والركيزة الخزفية كمواد تغليف إلكترونية عالية الأداء، سيستمر الطلب في السوق في التوسع، وستستمر صناعة الركيزة الخزفية في آفاق تطوير أوسع.
AR 
EN 
PT 
DE