Nel campo della microelettronica, quali sono le differenze tra il 99,6%, il 96% e i substrati di allumina nera?

Lo standard per i substrati di circuito di film spessa è al 96% di allumina. Ha eccellenti proprietà di isolamento elettrico, elevata resistenza meccanica, buona conduttività termica, durata chimica e stabilità dimensionale. La rugosità superficiale è generalmente compresa tra 0,2 e 0,6 μm e la temperatura di funzionamento massima del substrato può raggiungere 1600 ℃. La disponibilità, il basso costo e la qualità tecnica dell'allumina al 96% lo rendono una scelta economica per la produzione di circuiti microelettronici ibridi.

Il 99,6% di allumina è il materiale principale per le applicazioni di substrato elettronico a pellicola più sottile. Di solito viene utilizzato per lo sputtering, l'evaporazione e la deposizione di vapore chimico dei metalli nella fabbricazione di circuiti. Il 99,6% di allumina ha una purezza maggiore e una dimensione della grana più piccola. Il substrato preparato da esso ha un'eccellente levigatezza superficiale (con una rugosità superficiale generalmente compresa tra 0,08 e 0,1 μm) e la temperatura operativa massima del substrato può raggiungere 1700 ℃. Il 99,6% di allumina ha un'elevata resistenza meccanica, bassa conducibilità termica, eccellente isolamento elettrico, buone proprietà dielettriche, nonché una buona corrosione e resistenza all'usura. Allo stesso modo, il substrato di allumina al 99,5% è anche un materiale comunemente usato per substrati a circuito sottile. Il substrato di allumina al 99,5% è un'alternativa economica per applicazioni di film sottili con requisiti meno esigenti.

L'allumina comune è bianca, ma per alcune applicazioni, è necessario evitare la riflessione della luce dal substrato di allumina, quindi è stato sviluppato il prodotto "Allumina nera". I substrati in ceramica di allumina nera sono utilizzati principalmente nei circuiti integrati a semiconduttore e nei prodotti elettronici con alta fotosensibilità. Ad esempio, sono adatti per l'imballaggio di circuiti integrati militari con alta avvio, buona trasmissione della luce e elevata affidabilità. Possono essere utilizzati come substrati e involucri di imballaggio per prodotti come oscillatori di cristalli di quarzo e dispositivi ottici. Con l'aggiornamento continuo dei moderni componenti elettronici, anche la domanda di substrati di imballaggio in allumina nera è in aumento. L'allumina nera è prodotta aggiungendo ossidi di transizione appositamente (come Fe₂o₃, Cr₂o₃, COO e altri ossidi di transizione - metallo) durante la sintesi della polvere di allumina. Questi ossidi creano livelli di energia che possono assorbire la luce visibile, consentendo al materiale di assorbire una grande percentuale di luce visibile e quindi apparire nero. Come componente oscillatore ad alta precisione e ad alta stabilità, l'oscillatore di cristalli di quarzo è ampiamente utilizzato in campi come automobili, computer, reti e comunicazioni mobili. Con il rapido sviluppo del settore della comunicazione elettronica e le tendenze della miniaturizzazione e dell'alta potenza, i componenti elettronici si stanno sviluppando verso il tipo di chip, la miniaturizzazione e l'integrazione elevata. Anche i requisiti di imballaggio per gli oscillatori di cristalli di quarzo stanno aumentando. L'oscillatore cristallino confezionato con ceramica di allumina nera può ridurre il volume di 30-100 volte.

Nel campo della microelettronica, lo zaffiro viene utilizzato principalmente come substrato per epitassia del film sottile a semiconduttore (come GAN, SI, Algan, ecc.) E nella produzione di circuiti integrati. Sapphire ha buone proprietà termiche, eccellenti proprietà elettriche e dielettriche. Inoltre, lo zaffiro con una durezza MOHS di 9 è estremamente duro e molto graffiante (rispetto al diamante = 10 e vetro ≈ 5,5). Queste proprietà e più rendono lo zaffiro il materiale di alta qualità preferito per molte applicazioni con condizioni ambientali difficili, come fotonica, illuminazione a stato solido, ricerca scientifica, lenti e piastre di copertura, illuminazione progettata e sensori ottici.