질화규소 세라믹 기판의 특징

우리 모두 알다시피 반도체 소자의 동작에 의해 발생하는 열은 반도체 소자의 고장을 일으키는 핵심 요인이며, 전기 절연 기판의 열전도율은 반도체 소자 전체의 방열의 관건입니다. 또한, 범프 및 진동과 같은 복잡한 기계적 환경으로 인해 특정 기계적 신뢰성을 갖는 기판 재료도 필요합니다. 질화규소 세라믹은 모든 면에서 균형이 더 잘 잡혀 있으며 전체 성능이 가장 우수한 구조용 세라믹 재료입니다. 따라서 Si3N4 질화규소는 전력전자소자용 세라믹 기판 제조 분야에서 강력한 경쟁력을 가지고 있다.

과거에 회로 기판은 전체 회로 기능의 요구 사항을 충족하는 평평한 재료를 형성하기 위해 개별 구성 요소 또는 집적 회로와 개별 구성 요소의 조합입니다. 전기 절연과 전도성만 있으면 됩니다. 지능 정보 시대에 진입한 후 전력 전자 장치는 또한 전기 에너지를 변환 및 제어할 수 있어야 하며 이는 장치의 전기 제어 및 전력 변환 성능 요구 사항 및 작동 전력 소비를 크게 향상시킵니다. 이에 따라 일반 기판은 더 이상 복잡한 전력 장치의 열 저항을 줄이고 작동 온도를 제어하며 신뢰성을 보장하는 높은 요구 사항을 충족할 수 없으므로 더 나은 성능의 기판을 교체해야 하며 새로운 유형의 파워 세라믹 기판이 등장했습니다.

세라믹 기판용 전자 장치의 성능 요구 사항에 따라 기판 재료는 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.

1. 절연성 및 전기 파괴에 대한 저항성이 우수합니다.

2. 높은 열전도율: 열전도율은 반도체의 작동 조건과 수명에 직접적인 영향을 미치며 열 발산 불량으로 인한 불균일한 온도 장 분포도 전자 장치의 소음을 크게 증가시킵니다.

3. 열팽창 계수는 패키지에 사용된 다른 재료와 일치합니다.

4. 좋은 고주파 특성: 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실;

5. 표면이 매끄럽고 두께가 균일합니다. 기판 표면에 회로를 인쇄하고 인쇄 회로의 균일한 두께를 보장하는 것이 편리합니다.

현재 가장 널리 사용되는 세라믹 기판 재료는 주로 Al2O3 산화 알루미늄과 AlN 질화 알루미늄입니다. 질화규소는 성능과 비교하여 어떤가요? 다음 표는 세 ​​가지 세라믹 기판의 기본 성능 비교입니다. 질화 규소 세라믹 재료는 특히 고온 조건에서 질화 규소 세라믹 재료의 고온 저항 성능, 금속에 대한 화학적 불활성 및 경도 및 파괴 인성과 같은 초고 기계적 특성이 분명한 이점이 있음을 알 수 있습니다.

* 신뢰성 시험은 -40℃ ~ 150℃ 조건에서 재료가 손상되지 않은 횟수입니다.

질화규소는 매우 우수한데 왜 아직 시장 적용이 덜하고 개발 기회가 어디에 있습니까? 사실 세 가지 재료는 나름대로의 장단점이 있습니다. 예를 들어, 알루미나는 열전도율이 낮아 고전력 반도체의 발전 추세를 따라가지 못하지만 제조 공정이 성숙하고 가격이 저렴하며 중저가 분야의 수요가 여전히 많습니다. . 질화알루미늄은 열전도율이 가장 우수하고 반도체 재료와 궁합이 좋습니다. 고급 산업에 사용할 수 있지만 기계적 특성이 좋지 않아 반도체 장치의 수명에 영향을 미치고 사용 비용이 높습니다. 질화규소는 전체적인 성능 면에서 가장 좋은 성능을 보이지만 진입장벽이 높다. 현재 중국의 많은 국내 연구기관과 기업이 연구하고 있지만 기술이 어렵고 생산 비용이 높으며 시장이 작아 대규모 응용 프로그램이 아직 등장하지 않았습니다. 이것이 많은 기업들이 아직까지 지켜보고 투자를 늘릴 결심을 하지 않는 이유입니다. 그러나 지금은 세계가 3세대 반도체 개발의 중요한 시기에 들어섰기 때문에 상황이 달라졌다. 질화규소 세라믹 회로 기판은 미국과 일본에서 성숙한 제품을 보유하고 있습니다. 중국은 이 분야에서 갈 길이 멀다. 가는 방법이 있습니다. 기술의 발전과 시장 수요의 증가로 UNIPRETEC은 보여줄 수 있는 결과가 점점 더 많아질 것이라고 믿습니다.