Aplikasyon Diamond nan nouvo substrats anbalaj elektwonik

Teknoloji modèn mikwo-elektwonik ap devlope rapidman, ak sistèm elektwonik ak ekipman yo ap devlope nan yon direksyon ki nan entegrasyon gwo echèl, miniaturizasyon, efikasite segondè, ak segondè fyab. Ogmantasyon nan entegrasyon an nan sistèm elektwonik pral mennen nan ogmante dansite pouvwa, osi byen ke ogmante chalè ki te pwodwi pa eleman elektwonik ak operasyon an jeneral nan sistèm nan. Se poutèt sa, anbalaj efikas dwe rezoud pwoblèm nan dissipation chalè nan sistèm elektwonik.

Dissipasyon chalè bon aparèy depann de konsepsyon estrikti optimize dissipation chalè, seleksyon materyèl anbalaj (materyèl koòdone tèmik ak substra dissipation chalè), ak pwosesis fabrikasyon anbalaj. Pami yo, seleksyon an nan materyèl la substra se yon lyen kle, ki afekte dirèkteman pri a, pèfòmans ak fyab nan aparèy la. Anjeneral pale, aplikasyon an nan materyèl anbalaj elektwonik bezwen konsidere de kondisyon pèfòmans debaz yo. Premye a se konduktiviti tèmik segondè pou reyalize transfè chalè rapid epi asire chip la ka travay estab nan kondisyon tanperati ideyal; an menm tan an, materyèl la anbalaj bezwen yo dwe serye. Reglabl koyefisyan ekspansyon tèmik, konsa tankou kenbe matche ak chip la ak tout nivo nan materyèl anbalaj, epi redwi efè negatif nan estrès tèmik. Tras devlopman nan materyèl anbalaj elektwonik se amelyorasyon kontinyèl ak optimize de pwopriyete sa yo.

 

Natirèlman, nouvo materyèl substra anbalaj tou bezwen konsidere lòt pwopriyete, tankou segondè rezistivite, ba konstan dyelèktrik, pèt dyelèktrik, bon matche tèmik ak Silisyòm ak arsenide galyòm, segondè platite sifas, bon pwopriyete mekanik ak Fasilite nan pwodiksyon endistriyèl ak lòt karakteristik. , Se konsa, seleksyon an nan nouvo materyèl substra anbalaj se yon plas cho pou rechèch ak devlopman nan divès peyi. Kounye a, plizyè substrats anbalaj souvan itilize gen ladan seramik Al2O3, seramik SiC, AlN ak lòt materyèl.

 

Osi bonè ke lè 1929, konpayi Alman Siemens devlope avèk siksè seramik Al2O3, men koyefisyan ekspansyon tèmik ak konstan dyelèktrik nan Al2O3 yo pi wo pase sa yo ki nan Si kristal sèl, ak konduktiviti nan tèmik se pa wo ase, kidonk Al2O3 substrats seramik yo pa apwopriye pou segondè. frekans, gwo pouvwa, yo itilize nan VLSI.

 

Apre sa, segondè konduktiviti tèmik seramik substra materyèl SiC, AlN, SI3N4, ak dyaman piti piti antre nan mache a.

Kondiktif tèmik nan seramik SiC se trè wo, ak pi wo a pite nan kristalizasyon SiC, pi wo a konduktiviti tèmik; dezavantaj nan pi gwo nan SiC se ke konstan dyelèktrik la twò wo ak fòs dyelèktrik la ba, kidonk li limite aplikasyon pou wo-frekans li yo epi li se sèlman apwopriye pou anbalaj dansite ki ba.

 

Materyèl AlN gen ekselan pwopriyete dyelèktrik ak pwopriyete chimik ki estab, espesyalman koyefisyan ekspansyon tèmik li yo matche ak sa yo ki nan Silisyòm, pou ke li ka itilize kòm yon materyèl semi-conducteurs anbalaj substra ak gwo kandida devlopman. Sepandan, konduktiviti tèmik la ba, epi kòm anbalaj semi-conducteurs gen pi wo ak pi wo kondisyon pou dissipation chalè, materyèl AlN tou gen yon sèten devlopman anbouteyaj.

 

Nan fen a, dyaman te kanpe deyò. Diamond gen trè bon pwopriyete tèmofizik konplè. Kondiktivite tèmik li nan tanperati chanm se {{0}}W/(m·K), ak koyefisyan ekspansyon tèmik li se 0.8×10-6/K. Li gen gwo potansyèl nan semi-conducteurs, optik, elatriye Anpil pwopriyete ekselan, men yon sèl dyaman se pa fasil fè nan materyèl anbalaj, ak pri a se wo.

 

Dapre règ la melanje, konpoze an dyaman / metal matris prepare lè yo ajoute patikil dyaman nan Ag, Cu, Al ak lòt matris metal segondè konduktiviti tèmik espere vin yon nouvo kalite materyèl anbalaj elektwonik ak tou de ba koyefisyan ekspansyon tèmik ak segondè tèmik. konduktiviti. Ki baze sou ekselan konduktiviti elektrik la ak segondè konduktiviti tèmik nan kòb kwiv mete, yo te devlope yon materyèl konpoze dyaman / kòb kwiv mete kòm yon materyèl substra pou anbalaj elektwonik, epi li te konfime ke materyèl la konpoze dyaman / kwiv gen bon plating ak soudabilite, ki satisfè Elektwonik la. anbalaj materyèl substra mande pou ba koyefisyan ekspansyon tèmik ak segondè konduktiviti tèmik, ak konpare ak alyaj Mo / Cu, yo gen pi ba dansite ak pi lejè pwa.

 

Se poutèt sa, dyaman / kwiv konpoze ak dyaman kòm faz nan ranfòse ak kòb kwiv mete kòm materyèl la matris Materyèl yo ka itilize pou anbalaj chip, ki ka amelyore pèfòmans nan sistèm ekipman elektwonik ak ede diminye pwa a nan ekipman yo.

Avèk amelyorasyon kontinyèl pwoblèm teknik nan materyèl, aparèy, elatriye, dyaman te vin tounen yon materyèl substra ki gen gwo konduktiviti tèmik ak bon dissipation chalè. Li gen kandida aplikasyon laj nan anviwònman tanperati ki pi wo. Pi bon materyèl semi-conducteurs pou aparèy dansite pouvwa, gwo potansyèl li atire pi plis ak plis chèchè konsakre tèt yo nan li. Potansyèl la nan dyaman pral piti piti devlope pou satisfè bezwen endistri semi-conducteurs nan lavni ak okipe yon plas nan materyèl anbalaj elektwonik semi-conducteurs.