В областта на електрониката, полупроводниците, захранващите устройства и модерните опаковки, субстратът е решаващ материал, който носи чипа, осигурява електрически връзки и улеснява разсейването на топлината.Различните приложения имат значително различни изисквания за топлопроводимостта на субстрата, изолацията, съответствието на топлинното разширение и високо-честотните характеристики.
По-долу са дадени класификации на основните субстратни материали и техните типични приложения.
Класифицирани по тип материал: 6 основни субстрата
|
Тип на субстрата |
Представителен материал |
Топлопроводимост (W/m·K) |
Електрическа изолация |
Типични приложения |
|
Органични субстрати |
FR-4 (епоксидна смола + стъклени влакна) ABF (изграждащо фолио-Ajinomoto) |
0.3–0.5 |
✅ Добре |
•Дънни платки за потребителска електроника • Платки за мобилен телефон/компютър • Субстрати за опаковане (ABF за CPU/GPU) |
|
Метални субстрати |
На база-алуминий (Al) На база-мед (Cu) |
1–2 (интеграл) (Висока топлопроводимост на металната сърцевина, но нисък изолационен слой) |
Изисква изолационен слой |
• LED осветление • Силови модули • Автомобилна електроника |
|
Керамични субстрати |
Алуминиев оксид (Al₂O₃) Алуминиев нитрид (AlN) Силициев карбид (SiC) |
24–35 170–220 120–200 (но обикновено проводящ!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (SiC е полупроводник) |
• Силови модули (IGBT) • LED скоби • RF устройства • Сензори |
|
Директно{0}}свързана мед (DBC) |
Al₂O₃ + Cu AlN + Cu |
24–35 170–200 |
✅ (Керамичен слой изолация) |
• Инвертори за електрически автомобили • Фотоволтаични инвертори • Индустриални моторни задвижвания |
|
Активно спояване на метал (AMB) |
AlN + Cu (активна спойка) |
170–200 |
✅ |
• Главно-задвижване на EV от висок клас (800V платформа) • Железопътен транспорт |
|
Силиконова/стъклена подложка |
Монокристален силиций Ултра{0}}тънко стъкло |
150 1.0 |
❌ (Si провежда електричество) ✅ |
• 2.5D/3D IC опаковка • Вентилатор-навън • MEMS |
Ръководство за избор на ключове: Съответствие с нуждите
✅ Изисква "Висока топлопроводимост + висока изолация" → Изберете керамични субстрати
Разходо{0}}ефективен вариант: 96% алуминиев оксид (Al₂O₃)
Ниска цена, подходяща за светодиоди със средна-мощност и индустриални захранвания
Опция с висока{0}}производителност: Алуминиев нитрид (AlN)
Топлинната проводимост е 6–8 пъти по-голяма от тази на Al₂O₃, използвана в електромобили, 5G базови станции и лазери
Забележка: Въпреки че силициевият карбид (SiC) има висока топлопроводимост, той е електропроводим и не може да се използва директно като изолационен субстрат! Използва се само като субстрат (без{0}}субстрат за опаковане) за SiC захранващи устройства.
✅ За „висока честота, ниски загуби“ → Изберете специална керамика или стъкло
LTCC (нискотемпературна ко-изпечена керамика): Използва се в модули с милиметрови-вълни (5G/радар)
Кварцови/стъклени субстрати: Стабилна диелектрична константа, използвана в RF MEMS
✅ За „ниска цена + голяма площ“ → Изберете органични субстрати
FR-4: Основен поток в потребителската електроника
ABF: CPU/GPU от висок клас (напр. Intel, AMD)
✅ За „максимално разсейване на топлината + висока надеждност“ → Изберете DBC/AMB
DBC на AlN: Използва се в инверторите Tesla Model 3
AMB: По-силно свързване от DBC, по-добра устойчивост на термична умора
Резюме:Няма "най-добър" субстрат, а само "най-подходящ" субстрат.
Потребителска електроника → Органични субстрати (ABF/FR-4)
Силова електроника → Керамични субстрати (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Високо{0}}комуникация → LTCC / Glass
Разширено опаковане → Silicon Interposer + Органично преразпределение
За нуждите на обработката на субстрата,моля свържете се с нас.Yuchang Laser предоставя безплатни мостри за тестване.
