Вакуумплотные подложки из алюмооксидной керамики
Керамические подложки, изготовленные из оксида алюминия Al2O3, являются основой для создания гибридных интегральных схем (ГИС), керамических конденсаторов, резисторов, нагревателей, различных полупроводниковых элементов и электротехнических изделий. Сам оксид алюминия имеет второе название – корунд. Поэтому нередко можно встретить названия «корундовая керамика». Аббревиатура ВК – вакуум-плотный корунд (некоторые расшифровывают вакуум-плотная керамика).
Рисунок 1 – Керамические подложки ВК-96
Среди корундовой керамики выделяют несколько основных типов. ВК94 (розовая), ВК96 (белая), ВК100, поликор (международное название: люкалокс), сапфир.
В чем же разница между этими материалами? Стандартно, керамика, имеющая аббревиатуру ВК, имеет рентгеноаморфную или мелкокристаллическую структуру. Сама керамика непрозрачна, а ее цвет зависит от примесей, входящих в ее состав, и изменяется от ярко розового до белоснежного.
Керамика ВК100 – корундовая керамика с максимальной степенью очистки, близкой к 100%, максимальной теоретической плотностью, непрозрачного белого цвета, которая может быть отполирована до шероховатости поверхности Ra 0,05, не уступая по этому параметру кристаллическим аналогам.
Поликор – керамика с международным названием люкалокс, из названия ПОЛикристалличный КОРунд. Ключевое отличие этой керамики от традиционных ВК – кристаллическая структура. За счет кристаллизации достигается более высокая теоретическая плотность, подложки становятся полупрозрачными с белым отливом. При этом степень чистоты соответствует керамике ВК100.
Сапфир – монокристалл оксида алюминия. Отличается еще более высокой теоретической плотностью, чем у поликора, максимальной прозрачностью и минимальным количеством примесей среди всех аналогов. Иногда можно встретить керамику с названием сапфирит – это одно из названий поликристаллической алюмооксидной керамики.
Различная кристаллическая структура не может не сказаться на дальнейшей обработке подложек. Прозрачная керамика плохо поддается лазерному скрайбированию (требуются дополнительные манипуляции) и хорошо поддается дисковой резке.
Рисунок 2 – Толщина керамической подложки
Сравнительная таблица характеристик материалов
|
Свойство |
ВК94-ДН |
ВК96-ДН |
ВК100-ДН |
Сапфир |
ВК96 поликор |
ВК100 поликор |
|
Содержание Al2O3, %, не менее |
94,4 |
96,0 |
99,6 |
100,0 |
96,0 |
99,7 |
|
Плотность, г/см3, не менее |
3,60 |
3,70 |
3,90 |
3,98 |
3,70 |
3,96 |
|
Прочность на изгиб, МПа, не менее |
280 |
350 |
500 |
450 ~ 895 |
310 |
313 |
|
ТКЛР, ·10-6/°С |
6,5 ~ 7,5 |
6,5 ~ 8,0 |
6,2 ~ 8,2 |
5,0 ~ 6,7* |
7,9 |
8,0 |
|
Диэлектрическая проницаемость (при 20 °C) |
9,0 ~ 10,0 |
9,0 ~ 10,0 |
10,0 |
9,3 ~ 11,5* |
9,0 ~ 9,4 |
9,45 ~ 9,95 |
|
Тангенс угла диэлектрических потерь, ·10-4 |
4 |
2 |
2 |
1 |
4 |
1 |
|
Шероховатость полированной поверхности Ra, мкм |
- |
≤ 0,032 |
≤ 0,05 |
0,007-0,010 |
- |
0,025 |
|
Шероховатость шлифованной поверхности Ra, мкм |
0,63 |
0,63 |
0,10 |
- |
1,60 |
1,60 |
*зависит от ориентации кристалла.
В отличии от прозрачных и полупрозрачных аналогов керамика ВК хорошо поддается не только дисковой резке, но и лазерному скрайбированию, которое является более дешевым и производительным методом резки по сравнению с дисковым. Однако без дополнительной адаптации технологии могут возникать проблемы при разламывании ее на кадры, так как происходит «ненаправленный разлом».
Рисунок 3 – Керамические подложки ВК96
Компания «Джиэнаксель» является надежным поставщиком керамических подложек ВК100-ДН ТУ23.43.10-004-34576770-2017, которые могут быть использованы как эквивалент подложкам ВК100 ТУ 6366-000-07593894-2013 "Поликор".
Преимущества:
- полная воспроизводимость всех характеристик от партии к партии;
- высококачественная полировка сторон под микрополосковую металлизацию, тонкопленочные фильтры и резисторы;
- материал подходит под лазерное скрайбирование, так как не обладает прозрачностью;
- материал может быть порезан методом дисковой резки без образования сколов;
подходит для работы в СВЧ-приборах; - оперативный запуск изделий в производство, возможность работы как с крупносерийными проектами, так и с мелкосерийными партиями;
- поставки в рамках электронных торгов по 44ФЗ и 223ФЗ.
Вся продукция проходит проверку качества. В случае возникновении проблем или сложностей с обработкой подложек ВК100-ДН ТУ23.43.10-004-34576770-2017 наши технологи готовы проконсультировать и помочь с адаптацией технологии механической обработки.
Ссылки
- Lucalox ceramic / . – Текст : непосредственный // Ceramics – Lucalox Tubing. – 1981. – № Catalog 7730. – С. 1-
- Сапфир. – Текст: электронный // АО «Монокристалл»: [сайт]. – URL: https://www.monocrystal.ru/catalog/sapphire/ (дата обращения: 23.03.2022).
- Подложки. – Текст: электронный // АО "Поликор": [сайт]. – URL: https://www.polikor.net/katalog/podlozhki.html (дата обращения: 23.03.2022).
- Керамические подложки. – Текст: электронный // ООО «Джиэнаксель»: [сайт]. — URL: https://gnelectronics.ru/produktsiya/keramicheskie-podlozhki/ (дата обращения: 23.03.2022).