সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলি তাদের চমৎকার তাপ পরিবাহিতা এবং বায়ু tightness কারণে ক্ষমতা ইলেকট্রনিক্স, ইলেকট্রনিক প্যাকেজিং, হাইব্রিড মাইক্রো ইলেকট্রনিক্স, এবং মাল্টি চিপ মডিউল ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত সিরামিক সাবস্ট্র্যাট উপাদান। এটি শুধুমাত্র উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি, নিরোধক, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, ভাল স্থিতিশীলতা,উচ্চ খরচ-কার্যকারিতা, এবং তাপ শক ভাল প্রতিরোধের, কিন্তু এছাড়াও ধাতু সঙ্গে একটি সিলযুক্ত brazing গঠন করতে পারেন। উপরন্তু, তার উত্পাদন প্রক্রিয়া পরিপক্ক এবং কম খরচে হয়। এটি ব্যাপকভাবে পুরু ফিল্ম সার্কিট ব্যবহৃত হয়েছে,পাতলা ফিল্ম সার্কিট, হাইব্রিড সার্কিট, মাল্টি চিপ উপাদান, এবং উচ্চ ক্ষমতা IGBT মডিউল, এবং বর্তমানে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সিরামিক স্তর উপাদান।

অ্যালুমিনিয়াম সিরামিকের প্রকার

অ্যালুমিনিয়াম সেরামিককে তাদের বিশুদ্ধতার ভিত্তিতে দুটি ধরণের মধ্যে ভাগ করা যেতে পারেঃ খাঁটি উচ্চ ধরণের এবং সাধারণ ধরণের।

1 উচ্চ বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম

উচ্চ বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম সিরামিকগুলি সিরামিক উপকরণ যা Al2O3 এর 99.9% এর বেশি থাকে। তাদের উচ্চ সিন্টারিং তাপমাত্রা 1650-1990 °C এবং 1-6 এর ট্রান্সমিশন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কারণেμm. সাধারণভাবে, প্ল্যাটিনাম ক্রাইবেল প্রতিস্থাপন করার জন্য গ্লাস গ্লাস তৈরি করা হয় এবং এর স্বচ্ছতা এবং ক্ষারীয় ধাতু ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য সোডিয়াম ল্যাম্প হিসাবে ব্যবহৃত হয়;এটি ইলেকট্রনিক্স শিল্পে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট সাবস্ট্র্যাট এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নিরোধক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

2 সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক

সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম সিরামিককে 99 সিরামিক, 95 সিরামিক, 90 সিরামিক, 85 সিরামিক এবং অন্যান্য জাতের মধ্যে শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে যা বিভিন্ন Al2O3 সামগ্রী (99%, 95%,৯০%, 85% ইত্যাদি) । প্রধান পার্থক্য হল যে সাবস্ট্র্যাটে ডোপিং পরিমাণ ভিন্ন। ডোপিং পরিমাণ যত কম, সাবস্ট্র্যাটের বিশুদ্ধতা তত বেশি।বিভিন্ন বিশুদ্ধতার অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সাবস্ট্র্যাটের বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে কিছু পার্থক্য রয়েছে. উচ্চতর বিশুদ্ধতার সিরামিকগুলির উচ্চতর ডাইলেক্ট্রিক ধ্রুবক, কম ডাইলেক্ট্রিক ক্ষতি এবং আরও ভাল সাবস্ট্র্যাট মসৃণতা রয়েছে।কখনও কখনও 80% বা 75% এর Al2O3 ধারণকারীগুলিও সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সিরিজের মধ্যে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়।

এর মধ্যে ৯৯ টি অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক উপাদান উচ্চ তাপমাত্রার ক্রাইগল, অগ্নি প্রতিরোধী চুলা টিউব এবং বিশেষ পরিধান প্রতিরোধী উপকরণ যেমন সিরামিক বিয়ারিং, সিরামিক সিল,এবং জল ভালভ প্লেট;95 অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক প্রধানত ক্ষয় প্রতিরোধী এবং পরিধান প্রতিরোধী উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়;প্রায়শই কিছু টাল্ক যোগ করার কারণে, 85 সিরামিকের বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা এবং যান্ত্রিক শক্তি উন্নত হয়।এবং কিছু ভ্যাকুয়াম ডিভাইস হিসাবে ব্যবহার করা হয়.75 পোরসিলিন এবং 95 পোরসিলিন ঘন ফিল্ম সার্কিট সাবস্ট্র্যাটগুলির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সিরামিক উপকরণ এবং পাতলা ফিল্ম সার্কিটগুলির জন্য সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলি বেশিরভাগই 97 পোরসিলিন বা 99 পোরসিলিন।

অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্রেটগুলির প্রধান পারফরম্যান্স অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়, তবে অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ যত বেশি হবে, সিরামিক প্রস্তুত করা ততই কঠিন।95 সিরামিক সাধারণত 1500 °C এর উপরে গরম করা হয়.৯৯ পোরসিলিনের গরম তাপমাত্রা ১৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে পৌঁছে যায়।

রঙ অনুযায়ী, তিনটি ধরণের অ্যালুমিনা সিরামিক সাবস্ট্র্যাট রয়েছেঃ সাদা, বেগুনি এবং কালো।সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সাবস্ট্র্যাট সাদা, এলইডি সাবস্ট্র্যাট, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট সাবস্ট্র্যাট ইত্যাদির জন্য ব্যবহৃত হয়।কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সাবস্ট্র্যাট থেকে আলোর প্রতিফলন এড়ানো প্রয়োজন, যার ফলে কালো অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড পণ্য গঠিত হয়।

অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সাবস্ট্র্যাটের সুবিধা

● ভাল নিরোধক কর্মক্ষমতাঃ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলির ভাল নিরোধক কর্মক্ষমতা রয়েছে, যা কার্যকরভাবে সার্কিটগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে এবং ফুটো এবং অন্যান্য সমস্যার কারণে ত্রুটিগুলি এড়াতে পারে।

উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের চমৎকারঃ অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক স্তর উচ্চ তাপমাত্রা পরিবেশে স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে পারেন, উচ্চ তাপমাত্রা পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদী অপারেশন প্রতিরোধ,এবং এটি বিকৃত করা সহজ নয়, পুড়ে যায়, অথবা অক্সিডাইজ হয়।

● উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা: অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলির উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা রয়েছে, নির্দিষ্ট যান্ত্রিক চাপ এবং আঘাতের শক্তি সহ্য করতে পারে, এবং ভাঙ্গতে বা পরা সহজ নয়।

চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতাঃ অ্যালুমিনা সিরামিক সাবস্ট্র্যাটটি বেশিরভাগ রাসায়নিকের বিরুদ্ধে ভাল ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষমতা রাখে এবং রাসায়নিকভাবে আক্রমণাত্মক পরিবেশে স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে পারে।

● ভাল প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতাঃ অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সাবস্ট্র্যাট ভাল প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা আছে, যা ড্রিলিং, ফ্রিলিং, কাটা এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে,এবং জটিল জ্যামিতিক আকার এবং উচ্চ নির্ভুলতা মাত্রিক প্রয়োজনীয়তা অর্জন করতে পারে.সার্কিট প্রক্রিয়াকরণ পাতলা ফিল্ম লিথোগ্রাফি প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে করা যেতে পারে, মাইক্রোমিটার স্তরে পৌঁছানোর নির্ভুলতার সাথে। অনেক প্যাসিভ ডিভাইস অ্যালুমিনা সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলির উপর ভিত্তি করে ডিজাইন করা যেতে পারে।সাধারণ পিসিবি সাবস্ট্র্যাটের তুলনায় তাদের উচ্চতর ডাইলেক্ট্রিক ধ্রুবক কারণে, পরিকল্পিত ডিভাইসগুলির একটি ছোট আকার রয়েছে, যা বিভিন্ন উপাদান মডিউলগুলির ক্ষুদ্রীকরণের উন্নয়নের প্রবণতায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে।

অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সাবস্ট্র্যাট প্রয়োগ

1 চিপ রেজিস্টারের জন্য সিরামিক সাবস্ট্রেট

প্রতিরোধী অ্যালুমিনিয়াম সিরামিক সাবস্ট্র্যাটের সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে ছোট আকার, হালকা ওজন, তাপীয় প্রসারণের নিম্ন সহগ, ভাল নির্ভরযোগ্যতা, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং ঘনত্ব,সার্কিটের নির্ভরযোগ্যতা এবং তারের ঘনত্বের ব্যাপক উন্নতিএটি চিপ প্রতিরোধের উপাদানগুলির জন্য একটি ক্যারিয়ার উপাদান।

২ হাইব্রিড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের জন্য সিরামিক সাবস্ট্রট

একটি হাইব্রিড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট হল এমন একটি প্যাকেজিং পদ্ধতি যার মধ্যে কমপক্ষে দুটি বা একাধিক উপাদান থাকা উচিত, যার মধ্যে একটি সক্রিয়।এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি জটিল সার্কিটকে হাইব্রিড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বলা হয়।স্তরটি সার্কিটের যান্ত্রিক সমর্থন হিসাবে কাজ করে, যা প্যাসিভ উপাদান গঠন করে এমন পরিবাহী ব্যান্ড উপাদান, ডিয়েলেক্ট্রিক উপাদান এবং প্রতিরোধ উপাদানগুলির জন্য একটি জমা দেওয়ার সাইট সরবরাহ করে।এটা সব প্যাসিভ এবং সক্রিয় চিপ উপাদান জন্য যান্ত্রিক সমর্থন প্রদান করে.

হাইব্রিড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলিতে, সাধারণত ব্যবহৃত সাবস্ট্র্যাটগুলির মধ্যে রয়েছে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড, বেরিলিয়াম অক্সাইড, সিলিকন অক্সাইড, অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড ইত্যাদি। তবে ব্যয় এবং কর্মক্ষমতা বিবেচনা করে,মসৃণ পৃষ্ঠের উচ্চ বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সাবস্ট্রেট এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়.অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের বিভিন্ন স্তরের কারণে, স্তরটির গুণমান এবং গ্রেডও পরিবর্তিত হয়। সাধারণ ধরণের মধ্যে রয়েছে 99.6% অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড এবং 96% অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড।প্রথমটি সাধারণত পাতলা ফিল্ম সার্কিটের জন্য উপযুক্ত, যখন ঘন ফিল্ম সার্কিটের জন্য, 96% অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সাবস্ট্র্যাট তাদের প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।মাল্টি-লেয়ার কো-কোমিংয়ের জন্য অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিকগুলি সাধারণত 90 থেকে 95 পোরসিলিনের মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিক কাঁচা সিরামিক শীটগুলিকে বেস উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে।

3 পাওয়ার ডিভাইসের সাবস্ট্র্যাট

পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসের প্যাকেজিংয়ের জন্য, বেসিক ওয়্যারিং (বৈদ্যুতিক আন্তঃসংযোগ) ফাংশনের পাশাপাশি, সাবস্ট্র্যাটের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, নিরোধকতা, তাপ প্রতিরোধের প্রয়োজন,ভোল্টেজ প্রতিরোধ, এবং তাপীয় মিলে যাওয়া কর্মক্ষমতা।DBC এবং DPC দ্বারা প্রতিনিধিত্বিত ধাতব সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলি তাপ পরিবাহিতা, নিরোধক, ভোল্টেজ প্রতিরোধ এবং তাপ প্রতিরোধের ক্ষেত্রে উচ্চতর পারফরম্যান্স রয়েছে,এবং শক্তি ডিভাইস প্যাকেজিং জন্য পছন্দসই উপকরণ হয়ে উঠেছে, ধীরে ধীরে বাজারে স্বীকৃতি লাভ করছে।ডিভাইস প্যাকেজিংয়ের জন্য সর্বাধিক সাধারণ সাবস্ট্র্যাট উপাদানটি অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্র্যাট (Al2O3), যা সাধারণত একটি অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্র্যাট যার অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ 96% হয়।অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্র্যাট প্রযুক্তি খুবই পরিপক্ক এবং সাশ্রয়ী মূল্যের.

অ্যালুমিনিয়াম সিরামিকের তুলনামূলকভাবে কম তাপ পরিবাহিতা (20-30W/m · K) এবং Si এবং SiC এর মতো সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলির সাথে তাপ প্রসারণ সহগগুলির দুর্বল মিলের কারণে,উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন ডিভাইসে অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্রেট ব্যবহার সীমিত.

এলইডি-র জন্য অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিক সাবস্ট্র্যাট

উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন এলইডি তাপ বিচ্ছিন্নকরণ স্তরটি মূলত সিরামিক স্তরগুলির সমন্বয়ে গঠিত।বাজারে সাধারণত ব্যবহৃত উচ্চ-শক্তিযুক্ত সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলি হল LTCC (নিম্ন তাপমাত্রায় সহ-গরম সিরামিক) এবং DPC (সরাসরি তামা-প্লেটেড সিরামিক)আলুমিনিয়াম নাইট্রাইডের মতো সিরামিক উপকরণ দিয়ে।এলইডের জন্য অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সিরামিক সাবস্ট্র্যাটগুলির উচ্চ তাপ অপসারণ এবং উচ্চ বায়ু tightness এর বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা এলইডের আলোক দক্ষতা এবং জীবনকাল উন্নত করতে পারে।এবং এর ভাল বায়ুরোধীতা এটিকে আবহাওয়া প্রতিরোধের একটি উচ্চ ডিগ্রী দেয়, এটি বিভিন্ন পরিবেশের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।