Керамічна підкладка AlN для тонкоплівкових схем: найкраща високочастотна платформа високої потужності
Керамічна підкладка AlN (нітрид алюмінію) від Puwei Ceramic розроблена як найкраща основа для вдосконалених тонкоплівкових схем, які вимагають неперевершених теплових і електричних характеристик. Поєднуючи надгладку поверхню (Ra ≤ 0,1 мкм) із винятковою теплопровідністю (≥175-200 Вт/м·К), ця підкладка спеціально створена для мікроелектроніки наступного покоління, радіочастотних схем і корпусів інтегральних схем високої щільності. Він є оптимальним вибором, коли цілісність сигналу, розсіювання тепла та мініатюризація є критичними.
Чому AlN є чудовою підкладкою для точних тонкоплівкових схем
- Неперевершена якість поверхні для тонких плівок: суперполірована поверхня (Ra лише 0,1 мкм) забезпечує атомарно гладку основу, забезпечуючи рівномірне осадження тонкої плівки (напилення, випаровування), точну фотолітографію та створення тонких схем, необхідних для високочастотних модулів і мікрохвильових компонентів .
- Виняткове управління температурою (в 5-8 разів краще, ніж оксид алюмінію): висока теплопровідність (≥175-200 Вт/м·К) активно відводить тепло від тонких плівкових слідів і активних пристроїв, запобігаючи дрейфу продуктивності та забезпечуючи вищу щільність потужності в компактних пристроях живлення та лазерних системах.
- Оптимальні електричні властивості для високошвидкісних сигналів: низька діелектрична проникність (8,5-9,0) і малий тангенс втрат мінімізують затримку сигналу та загасання на частотах ГГц. Високий питомий об'ємний опір (>10¹⁴ Ом·см) і діелектрична міцність (15-25 кВ/мм) забезпечують надійну ізоляцію, що робить його критичним ізоляційним елементом у складних вузлах.
- Ідеальна відповідність КТР для напівпровідників: Коефіцієнт теплового розширення (КТР ~4,5 ppm/°C) точно відповідає кремнію (Si) і арсеніду галію (GaAs), мінімізуючи термомеханічне навантаження на нанесені плівки та склеєні матриці, тим самим підвищуючи надійність упаковки для мікроелектроніки та сенсорної упаковки .
- Повна сумісність із процесом металізації: чиста поверхня AlN сумісна з усіма ключовими методами металізації, включаючи тонкоплівкову (напилення), мідь із прямим покриттям (DPC) і друк на товстій плівкі, що забезпечує максимальну гнучкість конструкції для ваших конкретних тонкоплівкових гібридних мікросхем або товстоплівкових гібридних мікросхем .
Технічні характеристики та властивості підкладки
Наші підкладки AlN виготовляються відповідно до суворих стандартів, що забезпечує стабільні та надійні властивості для процесу виготовлення тонких плівок.
Матеріал і електричні властивості
- Основний матеріал: кераміка з нітриду алюмінію високої чистоти (AlN).
- Теплопровідність: стандартний клас: ≥175 Вт/(м·K) | Висока продуктивність: ≥200 Вт/(м·К)
- Діелектрична проникність (εr): 8,5 – 9,0 при 1 МГц
- Тангенс діелектричних втрат (tan δ): 0,001 – 0,005 на 1 МГц
- Питомий об'ємний опір: > 10¹⁴ Ω·см при 25°C
- Діелектрична міцність: 15 – 25 кВ/мм
Поверхневі та механічні властивості
- Шорсткість поверхні (Ra): Стандартна полірування: ≤ 0,4 мкм | Super Polish: ≤ 0,1 мкм (для тонкої плівки)
- Площинність: ≤ 10 мкм на дюйм (25,4 мм) – критична для фотолітографії
- Міцність на вигин (3-точковий згин): 300 – 400 МПа
- Модуль Юнга: 310 – 330 ГПа
- Твердість за Віккерсом: 1200 – 1400 HV
- Щільність: ≥ 3,28 г/см³
Стандартні розміри та допуски
- Діапазон товщини: 0,10 мм – 2,00 мм
- Загальна товщина: 0,25 мм, 0,38 мм, 0,50 мм, 0,63 мм, 1,00 мм
- Максимальний розмір панелі: до 240 мм × 280 мм
- Допуск на товщину: зазвичай від ±0,02 мм до ±0,05 мм
AlN проти Al2O3: вибір правильної підкладки для тонкої плівки
Для вимогливих тонкоплівкових застосувань AlN пропонує вирішальні переваги перед більш поширеною глиноземною керамічною підкладкою (Al2O3) :
- Теплові характеристики: AlN (≥175 Вт/м·K) проводить тепло в 5-8 разів краще, ніж стандартний 96% Al2O3 (~24 Вт/м·K), що має вирішальне значення для охолодження потужних мікроелектронних компонентів .
- Відповідність CTE: КТР AlN (~4,5 ppm/°C) майже ідеально відповідає кремнію, зменшуючи напругу в тонкоплівкових структурах і на з’єднаних мікросхемах порівняно з Al2O3 (~6,8 ppm/°C).
- Високочастотні характеристики: хоча обидва є хорошими ізоляторами, нижча діелектрична проникність AlN може запропонувати невеликі переваги у зменшенні ємнісного навантаження та затримки поширення сигналу в дуже високошвидкісних мікрохвильових системах .
- Застосування: виберіть Al2O3 для чутливих до вартості, малопотужних або товстоплівкових друкованих схем . Вибирайте AlN , коли максимізація теплової продуктивності, високочастотної характеристики або надійності за допомогою напівпровідникових матриць має першочергове значення.
Цільові сценарії застосування
1. Радиочастотні та мікрохвильові/міліметрові схеми
Підкладка вибору для мікрохвильових компонентів на основі тонких плівок: радіочастотні підсилювачі потужності (GaN, GaAs), малошумні підсилювачі (LNA), фільтри та рішення «антена в корпусі» (AiP) для 5G/6G, радіолокаційного та супутникового зв’язку. Гладка поверхня та стабільні електричні властивості мають вирішальне значення для постійного контролю імпедансу та низьких втрат на високих частотах.
2. Силова електроніка та модулі високої потужності
Використовується як базова підкладка для тонкоплівкових металізованих силових модулів (наприклад, за допомогою процесу DPC). Ідеально підходить для інтегрованих каскадів живлення, перетворювачів постійного струму та драйверів, де чудовий розподіл тепла AlN керує тепловим навантаженням від силових пристроїв, таких як GaN HEMT або SiC MOSFET, у компактному розмірі.
3. Advanced Photonics & Optoelectronics
Забезпечує термостабільну та електроізоляційну платформу для тонкоплівкових схем у драйверах лазерних діодів, високошвидкісних фотодетекторах та інтегрованих оптичних модулях. Ефективне розсіювання тепла є ключовим для стабільності довжини хвилі та довговічності в оптоелектроніці .
4. Високонадійна гібридна мікроелектроніка
Служить основою для складних товстоплівкових гібридних мікросхем і багатокристальних модулів (MCM) в аерокосмічній, оборонній та медичній електроніці. Поєднання чудової поверхні, готової до нанесення тонкої плівки, і високої теплопровідності підтримує складні, високопродуктивні КЕРАМІЧНІ КОМПОНЕНТИ та вузли.
5. MEMS і вдосконалена упаковка датчиків
Ідеально підходить для платформ для упаковки датчиків , особливо для високотемпературних або високочастотних датчиків. Металізація тонкої плівки на AlN може створювати точні електроди, нагрівачі та з’єднання, а стабільність матеріалу забезпечує точність і надійність датчика.
Дизайн для виробництва: Посібник з інтеграції процесу тонкої плівки
Успішна інтеграція наших підкладок AlN у ваш процес виготовлення тонких плівок вимагає уваги до ключових деталей.
- Специфікація підкладки та замовлення:
- Чітко вкажіть необхідну обробку поверхні (наприклад, «Super Polish, Ra ≤ 0,1 мкм»).
- Визначте вимоги до площинності на основі глибини фокусу вашого фотолітографічного обладнання.
- Виберіть відповідний рівень теплопровідності , виходячи з потреб розсіювання потужності.
- Вхідна перевірка та очищення:
- Після отримання перевірте підкладку на наявність подряпин або часток під освітленням чистої кімнати.
- Виконайте стандартне очищення перед осадженням: ультразвукове очищення в послідовних ваннах з ацетоном, ізопропіловим спиртом (IPA) і деіонізованою (DI) водою. Висушіть фільтрованим азотом.
- Для досягнення найвищої адгезії настійно рекомендується киснево-плазмове очищення (озолення) низької потужності для видалення залишків органіки та активації поверхні.
- Нанесення тонкої плівки та візерунок:
- Адгезійний шар: для металевих плівок (Cu, Au) спочатку зазвичай напилюється тонкий адгезійний шар (наприклад, Ti, Cr).
- Осадження: продовжуйте стандартний процес напилення або випаровування. Гладка поверхня AlN сприяє рівномірному росту щільної плівки.
- Нанесення візерунків: використовуйте стандартну фотолітографію та травлення (мокре або сухе). Хімічна інертність AlN дозволяє використовувати звичайні травилки без впливу на субстрат.
- Постобробка та складання:
- Для покращення адгезії та стабільності плівки можна виконати відпал відповідно до рекомендацій постачальника металу.
- Продовжуйте кріплення компонентів (склеювання матриць, SMT) і остаточне пакування.
Налаштування та послуги OEM/ODM
Puwei надає всебічну інженерну підтримку для адаптації підкладок AlN до ваших конкретних тонкоплівкових схем і потреб масового виробництва.
Доступні параметри налаштування
- Точні розміри: Будь-який нестандартний розмір у межах нашого максимального розміру панелі 240 мм x 280 мм. Обробка з жорстким допуском на товщину, довжину та ширину.
- Розробка обробки поверхні: індивідуальне полірування для досягнення вказаного вами значення Ra (до <0,1 мкм). Можливе двостороннє полірування.
- Попередньо металізовані підкладки: ми пропонуємо власні послуги з металізації тонких плівок (наприклад, напилення Ti/Cu, Ti/Au) і нанесення візерунків, надаючи готову до складання підкладку зі схемою.
- Розширені функції: лазерне свердління мікроотворів, обробка порожнин або виїмок і зняття фаски.
- Класи матеріалів: вибір стандартного (≥175 Вт/м·K) або високоякісного матеріалу AlN з високою теплопровідністю (≥200 Вт/м·K).
Виробничий процес і гарантія якості
Наше вертикально інтегроване виробництво гарантує, що кожна підкладка AlN відповідає суворим вимогам тонкоплівкової електроніки.
- Синтез і рецептура порошку: порошок AlN високої чистоти готується з допоміжними добавками для спікання для оптимального ущільнення.
- Формування зеленого корпусу: передове лиття стрічки або сухе пресування створює рівномірні «зелені» листи точної товщини.
- Високотемпературне спікання: спікання в атмосфері азоту при температурах до 1850°C досягає >99% теоретичної щільності та високої теплопровідності.
- Прецизійне притирання та полірування: спечені заготовки притираються до товщини, а потім проходять багатоетапне полірування алмазною суспензією для досягнення дзеркальної обробки поверхні, необхідної для тонких плівок.
- Лазерне різання та нарізання кубиками: великі панелі нарізаються лазером або нарізаються кубиками на окремі підкладки з чистими, точними краями.
- Сувора остаточна перевірка:
- 100% візуальний контроль на наявність дефектів поверхні під збільшенням.
- Вимірювання шорсткості поверхні (Ra) за допомогою профілометра.
- Перевірка розмірів (товщина, площинність) за допомогою точних вимірювальних приладів.
- Випробування партії на теплопровідність (ASTM E1461) і діелектричні властивості.
Сертифікація, відповідність та надійність
Puwei Ceramic дотримується світових стандартів якості, надаючи субстрати, яким можна довіряти, для найважчих завдань.
- Система управління якістю: сертифікована ISO 9001:2015 (сертифікат №: GXLH41023Q10642R0S).
- Екологічна відповідність: повна відповідність директивам RoHS і REACH. Матеріали нетоксичні.
- Контроль процесу та відстеження: статистичний контроль процесу (SPC) для ключових параметрів. Повна відстежуваність партії від сировини до готового субстрату.
- Тестування надійності: ми проводимо тестування надійності на рівні матеріалів і за запитом можемо підтримувати кваліфікацію для конкретного застосування (термічний цикл, HAST тощо).
Зв'язатися з нами
