सब्सट्रेट की मोटाई इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग में सबसे शांत निर्णयों में से एक है और सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। बहुत पतला और Al2O3 सिरेमिक हैंडलिंग के दौरान टूट जाता है या वोल्टेज परीक्षण में विफल हो जाता है; बहुत मोटा और थर्मल पथ लंबा हो जाता है, मॉड्यूल भारी हो जाता है और लागत बढ़ जाती है। मोटाई को सही करना वोल्टेज, गर्मी और यांत्रिक समर्थन को संतुलित करना है। यह गाइड दिखाता है कि वास्तविक पावर-इलेक्ट्रॉनिक्स ड्यूटी के लिए इसे कैसे चुनें।
खरीदार अक्सर पिछले डिज़ाइन से मोटाई विरासत में लेते हैं और इसे कभी भी दोबारा नहीं देखते हैं। फिर एक नया, उच्च-वोल्टेज मॉड्यूल उसी रूपरेखा में जाता है और अचानक एल्यूमिना सिरेमिक सब्सट्रेट आर्क या क्रैक हो जाता है। मोटाई सामग्री की एक निश्चित संपत्ति नहीं है - यह एक डिज़ाइन चर है जिसे वोल्टेज, शक्ति या पैकेज आकार बदलने पर फिर से प्राप्त किया जाना चाहिए।
तीन आवश्यकताएं अलग-अलग दिशाओं में खींचती हैं। डाइइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन के लिए वर्किंग वोल्टेज को मार्जिन के साथ झेलने के लिए पर्याप्त सिरेमिक की आवश्यकता होती है - लगभग 15-16 kV/mm की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति के साथ, 0.6 मिमी भी लगभग 9 kV का सैद्धांतिक सहनशक्ति देता है। थर्मल पथ एक पतले सब्सट्रेट का पक्षधर है ताकि गर्मी जल्दी से बेसप्लेट तक पहुंचे; एल्यूमिना 24-25 W/m·K का संचालन करता है, इसलिए प्रत्येक अतिरिक्त मिलीमीटर प्रतिरोध जोड़ता है। यांत्रिक समर्थन कठोरता के लिए और असेंबली और थर्मल साइकलिंग से बचने के लिए मोटाई का पक्षधर है। अंतिम संख्या सबसे पतली अनुभाग है जो अभी भी वोल्टेज और यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करती है।
ये सब्सट्रेट आईजीबीटी मॉड्यूल, पावर-रेसिस्टर बेस, हीटर प्लेट और सॉलिड-स्टेट रिले इंसुलेशन की सेवा करते हैं। प्रतिनिधि भाग हैं 96% डाइइलेक्ट्रिक-स्ट्रेंथ सब्सट्रेट प्लेटें, हीटिंग तत्वों के लिए 96% Al2O3 सब्सट्रेट, और इन्सुलेटिंग एल्यूमीनियम ऑक्साइड सिरेमिक रेंज।
| पैरामीटर | मान | आधार |
|---|---|---|
| एल्यूमिना सामग्री | 96% Al2O3 | (पी) |
| डाइइलेक्ट्रिक शक्ति | 15-16 kV/mm | (पी) |
| थर्मल चालकता | 24 W/m·K | (पी) |
| मोटाई सीमा | 0.25-10 मिमी | (पी) |
| मोटाई सहनशीलता | ±0.02 मिमी | (पी) |
| कैम्बर | 0.1% अधिकतम | (पी) |
| अधिकतम आकार | 200 × 200 मिमी | (पी) |
| अंतिम भाग का सहन वोल्टेज | हाइपोट परीक्षण द्वारा पुष्टि करें | (सी) |
आधार कुंजी: (पी) उत्पाद-पृष्ठ विनिर्देश; (टी) विशिष्ट मान; (सी) तैयार सब्सट्रेट पर डाइइलेक्ट्रिक परीक्षण द्वारा पुष्टि की जानी है।
केवल वोल्टेज और हैंडलिंग सीमाओं के भीतर। एक निश्चित मोटाई से नीचे सब्सट्रेट हाइपोट परीक्षण में विफल हो जाता है या असेंबली में टूट जाता है, इसलिए थर्मल लाभ स्क्रैप के कारण खो जाता है।
अत्यधिक कैम्बर सब्सट्रेट को बेसप्लेट पर सपाट बैठने से रोकता है, जिससे शून्य, हॉट स्पॉट और असमान सोल्डर जोड़ बनते हैं। कैम्बर को 0.1% या उससे कम रखें।
शुद्धता डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक और थर्मल चालकता को थोड़ा बदलती है, लेकिन मोटाई अभी भी वोल्टेज और यांत्रिक समर्थन द्वारा निर्धारित की जाती है; ग्रेड को मोटाई के बजाय सफाई और स्थिरता के लिए चुना जाता है।
एक पैकेजिंग विचार भी है जिसे खरीदार अक्सर बहुत देर से खोजते हैं। एक बहुत पतला Al2O3 सिरेमिक सब्सट्रेट पारगमन और स्वचालित असेंबली में नाजुक होता है, इसलिए व्यावहारिक न्यूनतम मोटाई अक्सर डाइइलेक्ट्रिक सिद्धांत द्वारा नहीं बल्कि हैंडलिंग उपज द्वारा निर्धारित की जाती है। वास्तविक पिक-एंड-प्लेस और सोल्डरिंग प्रक्रिया के माध्यम से एक पायलट लॉट चलाना किसी भी गणना की तुलना में तेजी से टूटने वाले फर्श को प्रकट करता है, और यह थोड़े मोटे सब्सट्रेट को उचित ठहरा सकता है जो स्क्रैप को कम करने में खुद को चुकाता है। अंततः, मोटाई सबसे छोटा मान है जो वोल्टेज, गर्मी और हैंडलिंग को एक साथ संतुष्ट करता है।
सब्सट्रेट पसंद के पीछे व्यापक सामग्री तुलना के लिए, देखें Al2O3 अभी भी सिरेमिक-सब्सट्रेट बाजार का नेतृत्व क्यों करता है और सिरेमिक ऑटोमोटिव आईजीबीटी पैकेजिंग का समर्थन कैसे करते हैं.
