Innen elektronikk, halvledere, kraftenheter og avansert emballasje er substratet et avgjørende materiale som bærer brikken, gir elektriske tilkoblinger og letter varmeavledning.Ulike applikasjoner har vidt forskjellige krav til underlagets varmeledningsevne, isolasjon, termisk ekspansjonstilpasning og høy-ytelse.
Følgende er klassifiseringer av vanlige substratmaterialer og deres typiske bruksområder.
Klassifisert etter materialtype: 6 mainstream-substrater
|
Substrattype |
Representativt materiale |
Termisk ledningsevne (W/m·K) |
Elektrisk isolasjon |
Typiske applikasjoner |
|
Organiske underlag |
FR-4 (epoksyharpiks + glassfiber) ABF (Ajinomoto bygge-film) |
0.3–0.5 |
✅ Bra |
• Hovedkort for forbrukerelektronikk • Mobiltelefon/datamaskiner PCB • Emballasjesubstrater (ABF for CPU/GPU) |
|
Metallunderlag |
Aluminium-basert (Al) Kobber-basert (Cu) |
1–2 (integrert) (Høy termisk ledningsevne av metallkjernen, men lavt isolasjonslag) |
Krever isolasjonslag |
• LED-belysning • Strømmoduler • Bilelektronikk |
|
Keramiske underlag |
Aluminiumoksid (Al₂O₃) Aluminiumnitrid (AlN) Silisiumkarbid (SiC) |
24–35 170–220 120–200 (Men vanligvis ledende!) |
✅✅ ✅✅✅ ❌ (SiC er en halvleder) |
• Strømmoduler (IGBT) • LED-braketter • RF-enheter • Sensorer |
|
Direkte-bundet kobber (DBC) |
Al2O3 + Cu AlN + Cu |
24–35 170–200 |
✅ (keramisk lag isolasjon) |
• Invertere for elektriske kjøretøy • Fotovoltaiske omformere • Industrielle motordrev |
|
Aktiv metalllodding (AMB) |
AlN + Cu (aktivt loddemetall) |
170–200 |
✅ |
• High-EV-hovedstasjon (800V-plattform) • Jernbanetransport |
|
Silisium/glass underlag |
Monokrystallinsk silisium Ultra-tynt glass |
150 1.0 |
❌ (Si leder elektrisitet) ✅ |
• 2,5D/3D IC-emballasje • Vifter-ut • MEMS |
Nøkkelvalgveiledning: Matching til behov
✅ Krever "Høy termisk ledningsevne + høy isolasjon" → Velg keramiske underlag
Kostnads-effektivt alternativ: 96 % alumina (Al₂O₃)
Lav pris, egnet for middels-lysdioder og industrielle strømforsyninger
Høy-alternativ: aluminiumnitrid (AlN)
Termisk ledningsevne er 6–8 ganger den for Al₂O₃, brukt i elbiler, 5G-basestasjoner og lasere
Merk: Selv om silisiumkarbid (SiC) har høy varmeledningsevne, er det elektrisk ledende og kan ikke brukes direkte som et isolerende underlag! Det brukes bare som et substrat (ikke-emballasjesubstrat) for SiC-strømenheter.
✅ For "høy frekvens, lavt tap" → Velg spesiell keramikk eller glass
LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic): Brukes i millimeter-bølgemoduler (5G/radar)
Kvarts/glass underlag: Stabil dielektrisk konstant, brukt i RF MEMS
✅ For "lavpris + stort areal" → Velg organiske underlag
FR-4: Mainstream innen forbrukerelektronikk
ABF: High-CPU/GPU-emballasje (f.eks. Intel, AMD)
✅ For "ultimat varmespredning + høy pålitelighet" → Velg DBC/AMB
DBC på AlN: Brukes i Tesla Model 3-vekselrettere
AMB: Sterkere binding enn DBC, bedre motstand mot termisk tretthet
Sammendrag:Det finnes ikke noe "beste" underlag, bare det "mest egnede" underlaget.
Forbrukerelektronikk → Organiske substrater (ABF/FR-4)
Kraftelektronikk → Keramiske substrater (AlN/Al₂O₃) + DBC/AMB
Høy-kommunikasjon → LTCC / Glass
Avansert emballasje → Silicon Interposer + Organic Redistribution
For substratbehandlingsbehov,vennligst kontakt oss.Yuchang Laser gir gratis prøver for testing.
