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氮化硅陶瓷基板為何會成為第三代半導(dǎo)體器件的優(yōu)質(zhì)封裝材料

134 2022-08-24
氮化硅陶瓷基板

     氮化硅陶瓷基板為何會成為第三代半導(dǎo)體器件的優(yōu)質(zhì)封裝材料

隨著國家對半導(dǎo)體行業(yè)的大力支持,以及第三代半導(dǎo)體科技行業(yè)的快速發(fā)展,氮化硅陶瓷覆銅基板成為第三代半導(dǎo)體器優(yōu)質(zhì)的封裝材料。今天小編就來分享一下,氮化硅陶瓷基板哪些優(yōu)勢能被第三代半導(dǎo)體選擇和應(yīng)用。

一,氮化硅陶瓷基板有著與其他陶瓷基板獨特的優(yōu)勢

陶瓷基板材料憑借其極好的耐高溫、耐腐蝕、熱導(dǎo)率高、機械強度高、熱膨脹系數(shù)與芯片相匹配及不易劣化等特性成為大功率、高密度、高溫及高頻器件封裝的首選。目前應(yīng)用于陶瓷基板的陶瓷材料主要有:氧化鈹(BeO)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)和碳化硅(SiC)等。

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近年來,電子電力器件朝大功率、高頻化、高密度、集成化等方向發(fā)展,對器件中陶瓷散熱基板提出了更高要求。與AlN和Al2O3陶瓷基板材料相比,Si3N4具有一系列獨特的優(yōu)勢:

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1,和氧化鋁基板或氮化鋁基板相比,Si3N4約有兩倍以上的抗彎強度。在散熱量相同的情況下,Si3N4陶瓷基片即使做得更薄仍能滿足強度的要求;

2,Si3N4屬于六方晶系,有α、β和γ三種晶相,其中α相和β相是Si3N4最常見的形態(tài),均為六方結(jié)構(gòu),可在常壓下制備。研究者根據(jù)Si3N4的結(jié)構(gòu)提出β-Si3N4的理論熱導(dǎo)率高達(dá)200~320W/m·K。和氧化鋁基板或ZTA基板相比,擁有三倍以上的熱導(dǎo)率;

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3,Si3N4抗氧化性比AlN強,可以水基處理,從而可大大降低成本;

4,Si3N4還具有常溫和高溫下一系列獨特優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,如高韌性、耐熱沖擊性、良好的絕緣性、耐磨損和耐腐蝕等,且性能保持至溫度達(dá)到1000℃不明顯下降;

5,低熱膨脹系數(shù),熱膨脹系數(shù)與大多數(shù)半導(dǎo)體材料(如SiC)匹配,因而使其器件的可靠性更優(yōu)異。

二,氮化硅陶瓷基板在第三代半導(dǎo)體器件的應(yīng)用

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Si3N4具有高導(dǎo)熱、高強度、高韌性、低密度、自潤滑性、優(yōu)異的抗熱震性,是國內(nèi)外公認(rèn)兼具高導(dǎo)熱、高可靠性等綜合性能最好的陶瓷基板材料,適用于IGBT、SiC等對大功率半導(dǎo)體器件等要求高可靠性的絕緣電路板用途。據(jù)ICRWorld數(shù)據(jù)顯示,得益于新能源車的快速發(fā)展,2026年,全球氮化硅陶瓷基板行業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計達(dá)1.83億美元, 全球市場復(fù)合增長率達(dá)到8.16 %??梢姷杼沾苫宓氖袌鲒厔莘浅:茫磥淼杼沾苫逶诘谌雽?dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展勢頭會越來越好,更多氮化硅陶瓷基板的相關(guān)問題可以咨詢金瑞欣特種電路,金瑞欣目前合作領(lǐng)域核心有半導(dǎo)體,尤其是第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域,是以氮化硅陶瓷覆銅板加工為主的,也可以根據(jù)客戶需求蝕刻線路、鉆孔等加工要求。

 

 


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