마이크로 전자 패키징 기술의 지속적인 발전으로 전자 부품의 전력 밀도가 크게 증가하여 단위 부피당 발열량이 급격히 증가하여 차세대 회로 기판의 성능에 대한 보다 엄격한 표준이 제시되었습니다. 방열 효율(열전도율). 현재 연구자들은 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 산화베릴륨(BeO)을 포함하여 열 전도성이 높은 여러 세라믹 기판 재료를 적극적으로 탐색하고 개발하고 있습니다. ). 그러나 BEO는 잠재적인 독성으로 인해 환경적으로 제한됩니다. SiC는 유전율이 높기 때문에 이상적인 기판 재료로 간주되지 않습니다. 대조적으로, AlN은 실리콘(Si)과 유사한 열팽창 계수와 적당한 유전 상수 특성으로 인해 기판 재료로 널리 선택되고 있습니다.
전통적으로 후막 슬러리는 주로 알루미나(Al2O3) 기판을 기반으로 개발되었지만, 이러한 슬러리의 성분은 AlN 기판과 접촉할 때 화학 반응을 일으키고 가스를 생성하기 쉽기 때문에 후막 슬러리의 안정성과 성능에 심각한 위협이 됩니다. 영화 회로. 또한, AlN 기판의 열팽창계수는 Al2O3 기판의 열팽창계수보다 낮기 때문에 Al2O3용으로 설계된 슬러리 및 소결 공정을 AlN 기판에 직접 사용하면 열팽창 불일치가 발생하여 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 단순히 Al2O3 기판에 적용 가능한 재료 시스템과 생산 공정을 AlN 기판에 이식하는 것은 바람직하지 않습니다. 본 논문에서는 AlN 기판의 저항기 제조 공정에 초점을 맞춰 제조 공정을 심도 깊게 논의하고 저항기의 성능을 자세히 평가 및 분석합니다.
저항 설계 번호
AlN 기판의 저항값과 설계 사각형 수 사이의 관계를 확인하기 위해 저항 테스트 플레이트를 설계했습니다(그림 4 참조). 저항의 길이는 500~2000μm, 폭은 500~2500μm입니다. AlN 기판 위에 4가지 종류의 정사각형 저항의 저항기를 인쇄하고 필름을 850°C에서 소성한 후 다양한 설계 크기의 저항기의 저항값을 측정했습니다.
동일한 크기의 기판 3개에 대한 저항값을 측정하고, 크기 저항의 설계 제곱수를 계산하고, 3개 저항기의 저항값을 평균하여 저항값과 크기 저항의 제곱수의 관계를 구합니다. 4가지 종류의 제곱저항이 형성된다(그림 2 참조).
저항 인쇄의 초기 값은 일반적으로 공칭 값의 80%로 설계되면 조정 값 및 수율 향상에 가장 도움이 됩니다. 저항값과 제곱수의 관계도를 결합하여 4개의 제곱 저항기의 설계 비율을 계산합니다(표 1 참조).
저항값 조정과정
실제 후막 저항 생산에 있어서 슬러리 조성, 인쇄 공정, 막 두께, 소성, 전극 매칭 등을 엄격히 통제하더라도 저항값과 목표값의 오차는 ±20%에 불과하다. 제작된 후막 저항기를 기준으로 필요한 정밀도의 저항값을 얻기 위해서는 값 조정만 가능합니다. 수율 및 저항값의 정밀도를 향상시키는 측면에서 값 조정은 필수적이고 중요한 기술이다.
AlN 기판의 저항 조정 공정 매개변수는 전류 14.5A, Q 주파수 2500Hz, 레이저 포인트 거리 150입니다. 조정 후 절단 표시의 모양을 분석한 결과, 4개 저항 절단 표시의 폭은 다음과 같습니다. 종류의 사각형 저항이 30μm보다 크고 절단 표시에 저항 및 기판 잔해가 없어 검사 문서의 관련 요구 사항을 충족합니다.
요약하면, 마이크로 전자 패키징 기술의 급속한 발전으로 인해 회로판의 방열 효율에 대한 요구 사항이 증가하고 있으며, 이는 고열 전도성 세라믹 기판 재료의 연구 개발을 촉진합니다. 그중 질화알루미늄(AlN)은 뛰어난 열팽창 정합과 적절한 유전 상수 특성으로 인해 많은 후보 재료 중에서 두각을 나타내며 차세대 회로 기판 재료로 인기 있는 선택이 되었습니다. 그러나 AlN 기판의 고유성으로 인해 Al2O3 기판과 동일한 재료 시스템 및 프로세스로 인해 발생하는 문제를 피하기 위해 후막 슬러리 선택 및 생산 공정에서 상응하는 조정 및 최적화가 필요합니다.
본 논문에서는 저항 테스트 플레이트를 설계하고, 저항과 제곱수의 관계를 측정 및 분석하고, 저항 조정 기술을 탐구함으로써 AlN 기판의 저항 제조 기술을 심도있게 연구합니다. 결과는 저항의 크기 비율을 합리적으로 설계하고 공정 매개변수를 정확하게 제어함으로써 AlN 기판에 안정적인 성능과 고정밀도의 저항을 만들 수 있음을 보여줍니다. 이러한 연구 결과는 마이크로일렉트로닉스 패키징 분야에서 AlN 기판 적용에 대한 기술 지원을 제공할 뿐만 아니라 향후 고전력 밀도 전자 부품의 방열 문제에 대한 효과적인 솔루션을 제공합니다. 지속적인 기술 발전과 함께 AlN 기판의 개선과 이를 지원하는 생산 공정은 마이크로 전자 산업의 지속 가능한 발전에 새로운 활력을 불어넣을 것입니다.
