Giới thiệu về các loại, mẫu mã, đặc điểm và chức năng của vật liệu nền gốm

Giới thiệu về các loại, mẫu mã, đặc điểm và chức năng của vật liệu nền gốm

1. Phân loại và đặc điểm của vật liệu nền gốm thường dùng cho bao bì điện tử

Có nhiều loại vật liệu nền đóng gói điện tử, và các chất nền thường dùng chủ yếu được chia thành ba loại: chất nền đóng gói bằng nhựa, chất nền đóng gói bằng kim loại và chất nền đóng gói bằng gốm. Vật liệu đóng gói bằng nhựa thường có độ dẫn nhiệt thấp và độ tin cậy kém, không phù hợp với các lĩnh vực có nhu cầu cao; Vật liệu đóng gói bằng kim loại có độ dẫn nhiệt cao, nhưng hệ số giãn nở nhiệt của chúng thường không phù hợp và giá thành tương đối cao.

Chất nền gốm là vật liệu nền thường được sử dụng trong bao bì điện tử. So với chất nền nhựa và kim loại, chất nền gốm có những ưu điểm sau: (1) hiệu suất cách điện tốt và độ tin cậy cao; (2) Hệ số điện môi thấp và hiệu suất tần số cao tốt; (3) Hệ số giãn nở nhiệt thấp và độ dẫn nhiệt cao; (4) Độ kín khí tốt, hiệu suất hóa học ổn định và hiệu quả bảo vệ mạnh mẽ đối với các hệ thống điện tử [3]. Do đó, nó phù hợp để đóng gói các sản phẩm có độ tin cậy cao, tần số cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và độ kín khí mạnh trong kỹ thuật hàng không, vũ trụ và quân sự. Các linh kiện điện tử chip siêu nhỏ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như truyền thông di động, máy tính, đồ gia dụng và điện tử ô tô và vật liệu mang của chúng thường sử dụng chất nền gốm đóng gói điện tử.

Hiện nay, một số vật liệu nền gốm thường được sử dụng cho bao bì điện tử bao gồm nhôm oxit (Al2O3), nhôm nitrua (AlN), silic nitrua (Si3N4), silic cacbua (SiC), bo nitrua (BN) và berili oxit (BeO).

1.1 Chất nền gốm Al2O3

Gốm Al2O3 thường gọi Al2O3 là nguyên liệu thô chính, - Các loại gốm có Al2O3 là pha tinh thể chính và hàm lượng Al2O3 trên 75% có những ưu điểm như nguồn nguyên liệu thô dồi dào, giá thành thấp, độ bền cơ học và độ cứng cao, hiệu suất cách nhiệt tốt, khả năng chịu nhiệt và chống va đập, khả năng chống xói mòn hóa học tốt, độ chính xác kích thước cao và độ bám dính tốt với kim loại. Chúng là vật liệu nền gốm có hiệu suất toàn diện tốt. Nền gốm Al2O3 được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử, chiếm 90% tổng số nền gốm và đã trở thành vật liệu không thể thiếu trong ngành công nghiệp điện tử.

Hiện nay, hầu hết các chất nền gốm Al2O3 được sử dụng đều là chất nền nhiều lớp. Việc tăng hàm lượng Al2O3 sẽ cải thiện hiệu suất cách điện, độ dẫn nhiệt và khả năng chống va đập, nhưng nó cũng sẽ dẫn đến việc tăng nhiệt độ thiêu kết và chi phí sản xuất. Để giảm nhiệt độ thiêu kết và đảm bảo các tính chất cơ học và điện của chất nền gốm Al2O3, một lượng chất trợ thiêu kết nhất định như B2O3, MgO, CaO, SiO2, TiO2, Nb2O5, Cr2O3, CuO, Y2O3, La2O3 và Sm2O3 thường được thêm vào để thúc đẩy quá trình thiêu kết [1].

Mặc dù chất nền gốm Al2O3 có năng suất cao và ứng dụng rộng rãi, việc sử dụng chúng trong các mạch tích hợp tần số cao, công suất cao và quy mô cực lớn bị hạn chế do độ dẫn nhiệt tương đối cao so với tinh thể đơn silicon.

www.superbheater.com