Dalam bidang elektronik, semikonduktor, peranti kuasa dan pembungkusan termaju, substrat ialah bahan penting yang membawa cip, menyediakan sambungan elektrik dan memudahkan pelesapan haba.Aplikasi yang berbeza mempunyai keperluan yang sangat berbeza untuk kekonduksian terma substrat, penebat, padanan pengembangan haba dan prestasi frekuensi tinggi-.
Berikut ialah klasifikasi bahan substrat arus perdana dan aplikasi biasa mereka.
Dikelaskan mengikut Jenis Bahan: 6 Substrat Arus Perdana
|
Jenis Substrat |
Bahan Perwakilan |
Kekonduksian Terma (W/m·K) |
Penebat Elektrik |
Aplikasi Biasa |
|
Substrat Organik |
FR-4 (Resin Epoksi + Gentian Kaca) ABF (Filem-Bina Ajinomoto) |
0.3–0.5 |
✅ Bagus |
•Papan Induk Elektronik Pengguna • Telefon Bimbit/PCB Komputer • Substrat Pembungkusan (ABF untuk CPU/GPU) |
|
Substrat Logam |
berasaskan aluminium-(Al) Berasaskan-kuprum (Cu) |
1–2 (Sepadu) (Kekonduksian haba tinggi teras logam, tetapi lapisan penebat rendah) |
Memerlukan lapisan penebat |
• Pencahayaan LED • Modul Kuasa • Elektronik Automotif |
|
Substrat Seramik |
Aluminium Oksida (Al₂O₃) Aluminium Nitrida (AlN) Silikon Karbida (SiC) |
24–35 170–220 120–200 (Tetapi biasanya konduktif!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (SiC ialah semikonduktor) |
• Modul kuasa (IGBT) • kurungan LED • Peranti RF • Penderia |
|
Terus-kuprum terikat (DBC) |
Al₂O₃ + Cu AlN + Cu |
24–35 170–200 |
✅ (penebat lapisan seramik) |
• Penyongsang kenderaan elektrik • Penyongsang fotovoltaik • Pemacu motor industri |
|
Pateri logam aktif (AMB) |
AlN + Cu (pateri aktif) |
170–200 |
✅ |
• Pemacu utama-tinggi EV (platform 800V) • Pengangkutan kereta api |
|
Substrat silikon/kaca |
Silikon monokristalin Kaca ultra-nipis |
150 1.0 |
❌ (Si mengalirkan elektrik) ✅ |
• Pembungkusan IC 2.5D/3D • Peminat-Keluar • MEMS |
Panduan Pemilihan Utama: Padanan dengan Keperluan
✅ Memerlukan "Konduktiviti Terma Tinggi + Penebat Tinggi" → Pilih Substrat Seramik
Kos-Pilihan Berkesan: 96% Alumina (Al₂O₃)
Kos rendah, sesuai untuk-LED kuasa sederhana dan bekalan kuasa industri
Pilihan-Prestasi Tinggi: Aluminium Nitrida (AlN)
Kekonduksian terma adalah 6–8 kali ganda daripada Al₂O₃, digunakan dalam EV, stesen pangkalan 5G dan laser
Nota: Walaupun silikon karbida (SiC) mempunyai kekonduksian terma yang tinggi, ia konduktif elektrik dan tidak boleh digunakan secara langsung sebagai substrat penebat! Ia hanya digunakan sebagai substrat (bukan{0}}substrat pembungkusan) untuk peranti kuasa SiC.
✅ Untuk "frekuensi tinggi, kehilangan rendah" → Pilih seramik atau kaca khas
LTCC (Seramik Co{0}}Suhu Rendah): Digunakan dalam modul gelombang-milimeter (5G/radar)
Substrat kuarza/kaca: Pemalar dielektrik stabil, digunakan dalam RF MEMS
✅ Untuk "kos rendah + kawasan besar" → Pilih substrat organik
FR-4: Aliran perdana dalam elektronik pengguna
ABF: Pembungkusan CPU/GPU{0}}tinggi (cth, Intel, AMD)
✅ Untuk "pelesapan haba muktamad + kebolehpercayaan yang tinggi" → Pilih DBC/AMB
DBC pada AlN: Digunakan dalam penyongsang Tesla Model 3
AMB: Ikatan yang lebih kuat daripada DBC, rintangan yang lebih baik terhadap keletihan haba
Ringkasan:Tiada substrat "terbaik", hanya substrat "paling sesuai".
Elektronik Pengguna → Substrat Organik (ABF/FR-4)
Elektronik Kuasa → Substrat Seramik (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Tinggi-Komunikasi Frekuensi → LTCC / Kaca
Pembungkusan Lanjutan → Silicon Interposer + Pengagihan Semula Organik
Untuk keperluan pemprosesan substrat,sila hubungi kami.Yuchang Laser menyediakan sampel percuma untuk ujian.
