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陶瓷基板在第3代半导体功率器件封装中的应用
发布时间:2023-10-25 14:47:43  作者:富力天晟  阅读量:976

3代半导体一般指禁带宽度大于2.2eV的半导体材料,也称为宽禁带半导体材料。半导体产业发展大致分为3个阶段,以硅(Si)为代表的通常称为第1代半导体材料 ;以砷化镓为代表的称为第2代半导体材料,已得到广泛应用 ;而以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石等宽禁带为代表的第3代半导体材料,由于其较第1代、第2代材料具有明显的优势,近年来得到了快速发展。


SiC、GaN、ZnO等第3代半导体具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性,更适合制作大功率电子器件。而SiC以其独特的排列结构,在材料综合性能、产品技术成熟度及产业化发展等方面都凸显出相对较高优势,具有高临界击穿电场、高电子迁移率等特性,与GaN相比更适合制作功率器件,且已在新能源汽车、风电、光伏太阳能发电和LED照明等领域得到广泛应用。


第三代半导体应用广泛

然而,随着第 3代半导体SiC功率器件集成度和功率密度的明显提高,相应工作产生的热量急剧增加。因此,电子封装系统的散热问题已成为影响其性能和寿命的关键,要有效解决器件的散热问题,必须选择高导热的基板材料。


据统计,由热引起的大功率器件失效高达55%。不仅如此,在新能源汽车、现代交通轨道等领域,大功率器件使用过程中还需要考虑抗腐蚀和较高机械硬度等复杂应用条件,这对基板等材料机械力学性能和可靠性提出了更高要求。


综合考虑,先进陶瓷材料以其具备高强度、高导热、耐高温、高耐磨性、抗氧化、热膨胀系数低和抗热震等热、力性能,同时具有较好的气密性,可隔离水汽、氧气和灰尘等特点,成为大功率半导体器件基板的最佳材料,被广泛应用到功率集成电路中。


三种陶瓷基板材料性能对比

富力天晟科技旗下斯利通品牌陶瓷基板,具有优越的性能,成为3代半导体高功率器件封装中的首选基板。

斯利通DPC陶瓷基板工艺流程

斯利通陶瓷基板拥有优异的热导率,高的热导率代表了优异的散热性能,改善了功率器件的运行状况和使用寿命

斯利通陶瓷基板拥有较高的力学性能,尤其材料抗弯强度对功率器件可靠性有直接影响

斯利通陶瓷基板拥有良好的绝缘性和抗电击穿能力;

斯利通陶瓷基板拥有低的热膨胀系数,与SiC衬底在热膨胀系数的匹配上具有其他陶瓷不可替代的优势 ;

斯利通陶瓷基板拥有良好的高频特性,即低的介电常数和低的介质损耗

同时,富力天晟科技拥有精密的激光打孔、刻蚀设备,高精度光刻、显影设备,先进的表面处理技术磁控溅射设备,脉冲电镀填孔设备等等,能够保证公司旗下斯利通品牌陶瓷基板具备超高精密线宽、线距(L/S 20μm),精密的表面粗糙度(0.03μm),良好的厚度一致性(±3μm,成为各大半导体、功率器件、传感器高科技企业长期的合作伙伴。

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