En els camps de l'electrònica, els semiconductors, els dispositius de potència i l'embalatge avançat, el substrat és un material crucial que porta el xip, proporciona connexions elèctriques i facilita la dissipació de la calor.Les diferents aplicacions tenen requisits molt diferents per a la conductivitat tèrmica, l'aïllament, la concordança de l'expansió tèrmica i el rendiment d'alta-freqüència del substrat..
A continuació es mostren classificacions dels materials de substrat principals i les seves aplicacions típiques.
Classificat per tipus de material: 6 substrats principals
| Tipus de substrat | Material representatiu | Conductivitat tèrmica (W/m·K) | Aïllament elèctric | Aplicacions típiques |
| Substrats orgànics | FR-4 (resina epoxi + fibra de vidre)ABF (pel·lícula de construcció-Ajinomoto) | 0.3–0.5 | ✅ Bé | • Plaques base d'electrònica de consum• PCB de telèfon mòbil/ordinador• Substrats d'embalatge (ABF per a CPU/GPU) |
| Substrats metàl·lics | A base d'alumini-(Al)A base de coure (Cu) | 1–2 (integral)(Alta conductivitat tèrmica del nucli metàl·lic, però baixa capa d'aïllament) | Requereix una capa d'aïllament | • Il·luminació LED• Mòduls de potència• Electrònica d'automoció |
| Substrats ceràmics | Òxid d'alumini (Al₂O₃)Nitrur d'alumini (AlN)Carbur de silici (SiC) | 24–35170–220120–200 (però generalment conductor!) | ✅✅✅✅✅❌ (SiC és un semiconductor) | • Mòduls de potència (IGBT)• Suports LED• Dispositius de RF• Sensors |
| Coure-unit directe (DBC) | Al₂O₃ + CuAlN + Cu | 24–35170–200 | ✅ (Aïllament de capa de ceràmica) | • Inversors de vehicles elèctrics• Inversors fotovoltaics• Accionaments de motors industrials |
| Soldadura de metall actiu (AMB) | AlN + Cu (soldadura activa) | 170–200 | ✅ | • Unitat principal de-alta gamma EV (plataforma de 800 V)• Transport ferroviari |
| Substrat de silici/vidre | Silici monocristal·líVidre ultra-prim | 1501.0 | ❌ (Si condueix l'electricitat)✅ | • Embalatge IC 2.5D/3D• Apaga-• MEMS |
Guia de selecció de claus: adaptació a les necessitats
✅ Requereix "Alta conductivitat tèrmica + Alt aïllament" → Trieu substrats ceràmics
Cost-Opció efectiva: 96% d'alúmina (Al₂O₃)
Baix cost, adequat per a LED de potència mitjana-i fonts d'alimentació industrials
Opció d'alt rendiment-: nitrur d'alumini (AlN)
La conductivitat tèrmica és de 6 a 8 vegades la de l'Al₂O₃, utilitzada en vehicles elèctrics, estacions base 5G i làsers
Nota: tot i que el carbur de silici (SiC) té una alta conductivitat tèrmica, és elèctricament conductor i no es pot utilitzar directament com a substrat aïllant! Només s'utilitza com a substrat (substrat sense -embalatge) per a dispositius d'alimentació SiC.
✅ Per a "alta freqüència, baixa pèrdua" → Tria ceràmica o vidre especial
LTCC (ceràmica co-co de baixa temperatura): s'utilitza en mòduls-d'ones mil·limètriques (5G/radar)
Substrats de quars/vidre: constant dielèctrica estable, utilitzada en RF MEMS
✅ Per "low cost + gran superfície" → Trieu substrats orgànics
FR-4: corrent principal en electrònica de consum
ABF:-empaquetament de CPU/GPU de gamma alta (p. ex., Intel, AMD)
✅ Per a "la màxima dissipació de calor + alta fiabilitat" → Trieu DBC/AMB
DBC a AlN: s'utilitza en inversors Tesla Model 3
AMB: Unió més forta que DBC, millor resistència a la fatiga tèrmica
Resum:No hi ha un "millor" substrat, només el "més adequat".
Electrònica de consum → Substrats orgànics (ABF/FR-4)
Electrònica de potència → Substrats ceràmics (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Comunicació d'alta-freqüència → LTCC/Vidre
Embalatge avançat → Silicon Interposer + Organic Redistribution
Per a necessitats de processament de substrats,poseu-vos en contacte amb nosaltres.Yuchang Laser ofereix mostres gratuïtes per fer proves.
