Serie de sustrato cerámico: embalaje a base de cerámica
Los componentes electrónicos que funcionan en entornos hostiles, como alta temperatura y alta humedad, pueden provocar un deterioro del rendimiento e incluso daños. Por lo tanto, se requieren métodos de empaque efectivos y una mejora continua de los materiales de empaque para mantener una buena estabilidad de los componentes electrónicos en condiciones externas exigentes.
Tres materiales de embalaje dominantes
A partir de la composición de los materiales de embalaje electrónico, se dividen principalmente en materiales de embalaje a base de metal, a base de cerámica y a base de plástico. Los envases cerámicos tienen un gran potencial en los envases de alta densidad y entran en la categoría de envases herméticos. Los principales materiales utilizados son Al2O3, AIN, BeO y mullita, que tienen ventajas como buena resistencia a la humedad, alta resistencia mecánica, bajo coeficiente de expansión térmica y alta conductividad térmica.
Los envases metálicos utilizan principalmente materiales como aleaciones de Cu, Al, Mo, W, W/Cu y Mo/Cu, que tienen una alta resistencia mecánica y un excelente rendimiento de disipación de calor.
Los envases de plástico utilizan principalmente plásticos termoendurecibles, incluidos fenólicos, poliéster, epoxi y silicio orgánico, con ventajas como bajo costo, peso ligero y buen rendimiento de aislamiento.
Ventajas de los envases a base de cerámica
Como material de embalaje común, los envases a base de cerámica tienen ventajas sobre los envases de plástico y metal:
(1) baja constante dieléctrica, excelente rendimiento de alta frecuencia;
(2) Buen aislamiento y alta confiabilidad;
(3) alta resistencia y buena estabilidad térmica;
(4) Bajo coeficiente de expansión térmica y alta conductividad térmica;
(5) Excelente estanqueidad al gas y rendimiento químico estable;
(6) Buena resistencia a la humedad y menor susceptibilidad a las microfisuras.
Embalaje de cerámica versátil
Los envases cerámicos vienen en varias formas para adaptarse a las diferentes necesidades de aplicación. Las formas principales incluyen la matriz de rejilla de bolas de cerámica CBAG, la matriz de rejilla de bolas de cerámica invertida FC-CBGA, el paquete sin plomo plano cuádruple de cerámica CQFN, el paquete plano cuádruple de cerámica CQFP, la matriz de rejilla de clavijas de cerámica CPGA y varios sustratos cerámicos. Los procesos de envasado y los tipos de productos se diversifican para satisfacer diversas necesidades de aplicaciones posteriores.
Por ejemplo, en el empaque de módulos ópticos, los principales procesos de empaque para TOSA y ROSA incluyen empaque TO coaxial, empaque mariposa, empaque COB y empaque BOX. El empaque TO coaxial es en su mayoría cilíndrico, con características de tamaño pequeño, bajo costo y proceso simple, adecuado para la transmisión a corta distancia, pero también tiene desventajas como la difícil disipación del calor. El empaque de mariposa es principalmente rectangular, con una estructura de diseño complejo, una gran área de cubierta y una buena disipación de calor, adecuado para la transmisión a larga distancia. COB, el empaque de chip en placa, conecta el chip a la placa PCB, logrando miniaturización, peso ligero y bajo costo. El embalaje BOX pertenece a un tipo de embalaje mariposa utilizado para la transmisión paralela multicanal. Además,
Con respecto a los laminados revestidos de cerámica y cobre, existen principalmente sustratos de cobre con revestimiento directo de DPC, sustratos de cobre con unión directa de DBC, sustratos de soldadura fuerte de metal activo AM y tecnología de metalización de activación rápida por láser LAM. Debido a su alta conductividad térmica, hermeticidad a los gases y resistencia, los laminados revestidos de cerámica y cobre tienen perspectivas prometedoras en aplicaciones como IGBT de semiconductores de potencia, láseres y dispositivos LED.
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