Substrato ceramico di allumina per perforazione laser: soluzione di interconnessione di precisione per l'elettronica avanzata
Il substrato ceramico di allumina per perforazione laser di Puwei rappresenta una svolta nella tecnologia di interconnessione di precisione per la moderna elettronica ad alta densità. Combinando la ceramica Al₂O₃ ad elevata purezza con la microlavorazione laser avanzata, creiamo substrati dotati di micro-vie ultra precise che consentono il routing di circuiti tridimensionali complessi. Questa soluzione innovativa è progettata specificamente per soddisfare i severi requisiti di miniaturizzazione, gestione termica migliorata e integrità affidabile del segnale nelle applicazioni di imballaggio elettronico avanzato e di imballaggio microelettronico .
Perché la ceramica di allumina forata al laser è la scelta ottimale
- Micro-Vias ultraprecisi (tolleranza ±10μm): raggiunge un posizionamento dei fori e una precisione del diametro eccezionali, consentendo interconnessioni ad alta densità essenziali per moduli miniaturizzati ad alta frequenza e packaging complessi di circuiti integrati .
- Isolamento elettrico e integrità del segnale superiori: mantiene la resistività del volume >10¹⁴ Ω·cm, fornendo un isolamento affidabile e riducendo al minimo la perdita di segnale/diafonia nei circuiti RF e nelle applicazioni a microonde .
- Eccellente gestione termica (15-30 W/m·K): dissipa in modo efficiente il calore dai componenti microelettronici ad alta potenza , mentre i passaggi perforati con precisione possono migliorare i percorsi di trasferimento termico.
- Robusta integrità meccanica (resistenza alla flessione 250-400 MPa): resiste a stress meccanici, vibrazioni e cicli termici negli ambienti automobilistici, aerospaziali e industriali esigenti.
- Integrazione perfetta con i processi di metallizzazione: le pareti passanti pulite e coniche sono ideali per la metallizzazione di alta qualità (placcatura, riempimento) per creare interconnessioni elettriche affidabili per microcircuiti ibridi a film spesso .
- Libertà di progettazione e miniaturizzazione: consente progetti di interconnessione complessi e multistrato in un unico substrato, riducendo l'ingombro e il peso del sistema.
Specifiche tecniche
I substrati in allumina forati al laser di Puwei sono prodotti secondo standard rigorosi, garantendo la coerenza delle prestazioni per le vostre applicazioni ad alta affidabilità.
Proprietà del materiale e del substrato di base
- Composizione del materiale: 96% o 99% ossido di alluminio ad elevata purezza (Al₂O₃)
- Spessore standard: 0,25 mm, 0,38 mm, 0,5 mm, 0,635 mm, 1,0 mm (disponibile su misura)
- Dimensioni pannello standard: fino a 150 mm x 150 mm (formati più grandi su richiesta)
- Finitura superficiale: cotta, rettificata o lucidata (Ra ≤ 0,4 μm tipico)
- Resistenza alla flessione: 250 - 400 MPa
- Densità: ≥ 3,7 g/cm³
Specifiche di perforazione laser
- Tecnologia di perforazione: Laser UV/Laser a picosecondi (a seconda delle esigenze)
- Diametro passante minimo: 50 μm (Standard), fino a 25 μm (Avanzato)
- Tolleranza diametro foro: ±10 μm (standard), ±5 μm (precisione)
- Precisione di posizione del foro: ±15 μm
- Proporzioni (profondità/diametro): fino a 10:1 (ad esempio, profondità 0,5 mm per diametro 0,05 mm)
- Tramite Wall Raper: controllabile da 85° a 90° (quasi verticale)
- Qualità della superficie: zona termicamente alterata (HAZ) minima, bordi puliti e privi di detriti.
Proprietà elettriche e termiche
- Resistività del volume: > 10¹⁴ Ω·cm
- Costante dielettrica (εr): ~9,7 @ 1 MHz
Tangente della perdita dielettrica (tan δ): < 0,0002 a 1 MHz- Tensione di rottura: > 15 kV/mm
- Conduttività termica: 15 - 30 W/(m·K) (a seconda della purezza Al₂O₃)
- Coefficiente di espansione termica (CTE): ~6,8 ppm/°C (25-300°C)
- Temperatura massima di esercizio: > 1000°C
Tecnologia avanzata di perforazione laser: precisione e flessibilità
Il nostro processo utilizza laser UV o a impulsi ultracorti (picosecondi) all'avanguardia. Queste tecnologie di ablazione "a freddo" riducono al minimo lo stress termico e la zona interessata dal calore (HAZ), producendo vie pulite e precise senza microfessure o detriti, fondamentali per la successiva metallizzazione e l'affidabilità a lungo termine. Ciò offre vantaggi distinti rispetto alla perforazione meccanica:
- Nessuna usura dell'utensile: qualità del foro costante dal primo al milionesimo passaggio.
- Geometrie complesse: capacità di praticare fori non circolari (asole, quadrati) e creare intricati passaggi ciechi o cavità per l'incorporamento dei componenti.
- Proporzioni elevate: capacità di creare vie profonde e strette essenziali per le interconnessioni verticali nel packaging 3D.
- Prototipazione rapida: il controllo digitale del modello consente modifiche rapide del progetto senza strumenti fisici, accelerando i cicli di sviluppo per l'imballaggio dei sensori e nuovi progetti microelettronici .
Scenari applicativi primari
1. RF e microonde/elettronica ad alta frequenza
Ideale per componenti a microonde come filtri, accoppiatori e substrati di antenne in infrastrutture 5G/6G, radar e comunicazioni satellitari. I via di precisione consentono transizioni controllate di impedenza e messa a terra a basse perdite, fondamentali per l'integrità del segnale nei moduli ad alta frequenza .
2. Packaging avanzato per semiconduttori e multi-chip
Utilizzato nel packaging di circuiti integrati 2.5D/3D, nel system-in-package (SiP) e nel packaging a livello di wafer fan-out (FOWLP). I via forati al laser forniscono le interconnessioni di tipo TSV (through-silicon via) nell'interposer ceramico, consentendo un'elevata densità di I/O e percorsi di segnale brevi.
3. Elettronica di potenza e moduli
Funge da substrato isolante con vie termiche integrate nei dispositivi di alimentazione IGBT, SiC e GaN. I passaggi possono essere riempiti con materiale ad alta conduttività termica per creare percorsi termici efficienti dal die al dissipatore di calore sul lato inferiore, gestendo il calore proveniente dai componenti microelettronici ad alta potenza .
4. Microelettronica ibrida e MEMS
Una piattaforma fondamentale per microcircuiti ibridi a film spesso e microcircuiti ibridi nei settori aerospaziale, della difesa e dell'elettronica medica. I via consentono l'interconnessione tra i circuiti del lato superiore e i pin del lato inferiore o i piani di terra e possono creare cavità per il montaggio di dispositivi MEMS o CERAMIC CHIPS sensibili.
5. Sensori avanzati e optoelettronica
Utilizzato nell'imballaggio di sensori per sensori di pressione, temperatura e flusso, dove i passaggi consentono passaggi elettrici nelle guarnizioni ermetiche. Applicabile anche in applicazioni optoelettroniche per il montaggio e l'interconnessione di diodi laser o fotorilevatori.
Progettazione per la produzione (DFM) e guida all'integrazione
La collaborazione tempestiva con Puwei garantisce che la progettazione del substrato forato al laser sia ottimizzata in termini di prestazioni, affidabilità e producibilità.
- Definire i requisiti e la progettazione iniziale: specificare le esigenze elettriche (impedenza, corrente), termiche e meccaniche. Fornire file CAD iniziali che indicano posizioni, diametri e dimensioni dei cuscinetti. Considera l'uso finale: è per una via elettrica, una via termica o un canale fluidico?
- Consulenza e revisione del progetto: il nostro team di ingegneri esamina la producibilità del tuo progetto. Forniamo consulenza su dimensioni ottimali, passo (spaziatura minima), design del pad e limiti di proporzioni per garantire foratura e metallizzazione di successo.
- Prototipazione e verifica del progetto: produciamo un piccolo lotto di prototipi per la tua valutazione. Questa fase è fondamentale per convalidare le prestazioni elettriche (ad esempio, i parametri S per i progetti RF) e le prestazioni termiche.
- Selezione del processo di metallizzazione: scegliere il metodo di riempimento/placcatura appropriato:
- Riempimento conduttivo: serigrafia con pasta conduttiva (ad es. Ag, Au) seguita dalla cottura: conveniente per molti circuiti stampati a film spesso .
- Galvanotecnica: crea una spina solida in rame o oro per elevata conduttività e affidabilità, ideale per applicazioni ad alta frequenza o ad alta corrente.
- Riempimento di saldatura con nucleo solido: per applicazioni specifiche di gestione termica.
- Assemblaggio e integrazione di sistema: monta componenti attivi e passivi utilizzando processi standard di attacco die, wire bonding o SMT. Il substrato può quindi essere fissato alla base del pacchetto o al dissipatore di calore.
- Test e qualificazione: esecuzione di test elettrici (continuità, resistenza di isolamento, prestazioni RF), cicli termici e altri test di affidabilità come richiesto dallo standard applicativo.
Servizi di personalizzazione e ingegneria OEM/ODM
Ogni applicazione è unica. Puwei fornisce un supporto completo di co-ingegneria per adattare il substrato forato al laser alla vostra specifica architettura di sistema.
Le nostre capacità di personalizzazione includono:
- Design completamente personalizzato: dimensioni dei pannelli, spessori dei substrati e modelli di via complessi (array, sfalsati, a gradini) unici.
- Geometrie avanzate delle vie: vie cieche, vie interrate (nelle costruzioni multistrato), vie rastremate e fessure.
- Caratteristiche integrate: cavità, trincee e profili dei bordi tagliati al laser. Combinazione di fori trapanati e caratteristiche di lavorazione laser per COMPONENTI CERAMICI complessi.
- Gradi dei materiali: 96% Al₂O₃ per l'ottimizzazione dei costi o 99% Al₂O₃ per proprietà termiche ed elettriche superiori.
- Soluzioni complete di metallizzazione: servizi interni di stampa, placcatura e modellazione di film spessi per fornire un substrato circuitizzato finito e pronto per l'assemblaggio.
- Prototipazione rapida: servizi rapidi per la convalida del progetto e i campioni di pre-produzione.
Processo di produzione e garanzia di qualità
Il nostro processo di produzione controllato garantisce che ogni substrato soddisfi i più elevati standard di precisione e affidabilità.
- Preparazione della materia prima e del grezzo: viene formata polvere di Al₂O₃ ad elevata purezza (colata su nastro, pressatura a secco) e sinterizzata in grezzi ceramici con dimensioni e proprietà precise.
- Foratura laser di precisione: i pezzi grezzi vengono caricati in stazioni di lavoro laser controllate da computer. Lo schema di foratura viene eseguito con il monitoraggio in tempo reale dei parametri laser per garantire la coerenza su tutto il pannello.
- Pulizia post-foratura: i substrati vengono sottoposti a processi di pulizia specializzati (a ultrasuoni, chimici) per rimuovere eventuali detriti microscopici dalle vie e dalle superfici, che è fondamentale per l'adesione nelle successive fasi di metallizzazione.
- Metallizzazione e modellazione opzionali: se specificato, gli strati conduttivi vengono applicati e modellati utilizzando processi di serigrafia, fotolitografia o placcatura per riempire/placcare i passaggi e creare circuiti di superficie.
- Lavorazione finale e singolarizzazione: i pannelli di grandi dimensioni vengono tagliati in substrati individuali utilizzando il taglio laser o seghe a cubetti di precisione per ottenere dimensioni finali con bordi lisci.
- Ispezione e test rigorosi al 100%:
- Ispezione visiva (AOI): ispezione ottica automatizzata per qualità dei passaggi, crepe e difetti superficiali.
- Verifica dimensionale: misurazione dei diametri dei passaggi, delle posizioni e dello spessore del substrato utilizzando microscopi ottici e CMM.
- Test elettrici: test a campione per resistenza di isolamento e continuità (per vie metallizzate).
Certificazioni, conformità e affidabilità
Puwei Ceramic si impegna a fornire prodotti che soddisfino gli standard globali di qualità e affidabilità.
- Sistema di gestione della qualità: produzione certificata ISO 9001:2015.
- Conformità ambientale: tutti i materiali sono conformi alle direttive RoHS e REACH.
- Controllo del processo: il controllo statistico del processo (SPC) è implementato per i parametri chiave della perforazione e dei materiali per garantire la coerenza tra i lotti.
- Test di affidabilità: eseguiamo o supportiamo test di affidabilità specifici dell'applicazione, inclusi shock termico, cicli termici e test di durata di conservazione ad alta temperatura per qualificare il substrato per il tuo sistema.
- Tracciabilità: viene mantenuta la completa tracciabilità dei materiali e dei processi per ogni lotto di produzione.
contattaci ora
