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마이크로일렉트로닉스 패키징 기술이 지속적으로 발전함에 따라 전자 부품의 성능과 집적도가 크게 증가하여 단위 부피당 발열량이 크게 증가했으며 이로 인해 방열 효율에 대한 요구 사항이 더욱 엄격해졌습니다(즉, , 열전도 성능) 차세대 회로 기판의. 현재 연구진은 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화베릴륨( BeO). 그러나 BeO는 독성으로 인해 환경적으로 제한됩니다. SiC는 유전율이 높기 때문에 기판 재료로 사용하기에 적합하지 않습니다. 대조적으로, AlN은 실리콘(Si) 재료와 유사한 열팽창 계수 및 적당한 유전 상수로 인해 선호되는 기판 재료입니다.

전통적으로 후막 슬러프는 주로 알루미나(Al2O3) 기판용으로 설계되었습니다그러나 이러한 슬러리의 구성은 AlN 기판과 접촉할 때 화학 반응을 일으키기 쉽고 가스를 생성하여 후막 회로의 안정성과 성능에 심각한 위협을 가합니다. 또한, AlN 기판의 열팽창계수가 Al2O3 기판에 비해 낮기 때문에 Al2O3 기판에 적합한 슬러리 및 소결 공정을 AlN 기판에 직접 적용할 경우 열팽창 불일치 문제가 발생하게 되며, 이는 회로의 성능에 영향을 미칩니다. 따라서 단순히 Al2O3 기판의 재료 시스템과 생산 공정을 AlN 기판에 복사하는 것은 바람직하지 않습니다. 본 논문에서는 AlN 기판용으로 설계된 저항의 제조과정을 상세히 기술하고 저항의 성능을 연구 분석한다.

저항온도계수 측정

저항 온도 계수(TCR)는 기준 온도에서의 DC 저항값에 대한 테스트 온도에서의 저항기의 DC 저항값의 상대적 변화, 즉 온도 1°C마다 저항값 ΔTCR의 상대적 변화를 나타냅니다. 시험 온도와 기준 온도 사이:

여기서: R1은 기준 온도에서의 저항값입니다. R2는 테스트 온도에서의 저항 값입니다. T1은 기준 온도입니다. T2는 시험온도이다.<25> <26> <27> <28> <29> AlN 기판의 후막저항은 TCR로 측정하였다. 고온온도계수(HTCR) 테스트 데이터는 Table 1에, 저온온도계수(CTCR) 테스트 데이터는 Table 2에 나타내었다. 테스트 데이터를 보면 설계 사이즈가 일정한 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 저항의 온도 계수에 대해. 모든 저항 모델은 이 AlN 기판에서 양의 온도 계수를 가지며 FK9931M의 TCR은 150×10-6/…보다 작고 나머지 모델은 100×10-6/… 30> <31> <32> <33><34>저항 안정성 평가<35> <36>저항은 많은 전도성 체인으로 구성된 3차원 네트워크 구조로 간주할 수 있습니다. 저항층에 장력이 가해지면 취약한 전도성 체인이 끊어지거나 국부적으로 늘어나 전체 전도성 용량이 감소하고 저항 값이 증가합니다. 반대로, 저항층의 열팽창 계수가 기판의 열팽창 계수보다 명백히 작은 경우, 저항층 내부의 응력은 압력입니다. 저항층에 압력이 가해지면 입자 사이의 접촉이 더 단단해지고 새로운 전도성 체인도 추가되어 후막 저항기 전체의 전도성이 향상되고 매크로에서는 저항 값이 감소합니다. 수준. 후막 저항기는 기판에 단단히 결합되어 있고 응력 해제가 느리기 때문에 후막 저항기를 특정 온도에서 보관하면 저항 값이 변경됩니다. 후막저항과 기판의 열팽창계수 차이가 클수록 후막저항 내부의 응력이 커지며, 고온 보관 시 후막저항의 변화율도 커진다.<37><38> <39> <40> 다양한 디자인 크기에 따라 4가지 종류의 정사각형 저항 저항기를 AlN 기판에 인쇄하고 레이저로 저항기를 조정했습니다. 150℃와 1000h에서 온도 저장 후 온도 저장 전과 후의 저항값 변화를 비교하였다. 각 정사각형 저항의 저항은 5개 저항기의 저항값을 측정합니다. 상기 표 4 내지 표 6에서 알 수 있듯이, 고온 보관 후 저항값 변화율은 1.5% 미만이다.<42> <43> <44> <45> <46> <47> <48>요약하면, 마이크로 전자 패키징 기술의 급속한 발전으로 전자 부품의 성능과 통합이 질적으로 도약했지만 회로 기판의 방열 효율성에 전례 없는 도전을 제기했습니다. 연구원들은 열 전도성이 높은 일련의 세라믹 기판 재료를 탐색 및 개발함으로써 이러한 과제에 적극적으로 대응해 왔습니다. 그 중 질화알루미늄(AlN)은 우수한 열팽창 매칭과 적당한 유전 상수를 갖춘 많은 후보 재료 중에서 두각을 나타내며, 현재 연구의 초점.<49> <50> <51> <52>본 논문에서는 AlN 기판 적용 시 기존 후막 슬러리의 한계를 심층적으로 분석하고, AlN 기판의 특성에 맞게 설계된 저항 제조 공정에 대해 자세히 설명한다. 실험 결과에 따르면 AlN 기판의 후막 저항은 안정적인 성능을 가지며 온도 계수가 허용 범위 내에 있으며 고온 저장 후 저항 변화율이 매우 작아 생산 공정의 타당성과 효율성을 검증합니다. 53> <54> <55> 앞으로 AlN 기판 및 이를 지원하는 생산 공정에 대한 추가 연구 및 최적화를 통해 AlN 기판이 고출력 밀도 전자 부품 패키징에서 더욱 중요한 역할을 할 것이라고 믿을 수 있는 이유가 있습니다. 마이크로 전자 산업의 발전을 더 높은 성능과 더 높은 통합으로 촉진합니다.<57>