반도체 및 전자 분야에서 첨단 세라믹의 응용 분야

반도체 및 전자 부품 산업은 고온, 빠른 열 순환, 고전압, 초청정 제조 환경 등 극한의 조건에서도 안정적으로 작동할 수 있는 소재를 요구합니다. 고급 세라믹 는 기계적 강도, 전기 절연성, 열 안정성 및 화학적 불활성의 탁월한 조합으로 인해 이 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되었습니다. 다음과 같은 소재 알루미나(Al₂O₃), 질화 알루미늄(AlN), 실리콘 질화물(Si₃N₄), 지르코니아(ZrO₂), 베릴륨 산화물(BeO)및 질화 붕소(BN) 는 반도체 처리 장비, 마이크로 전자 패키징 및 고성능 전자 장치에 널리 사용됩니다.

반도체 및 전자 애플리케이션을 위한 첨단 세라믹의 주요 이점

높은 유전체 강도 및 전기 절연성

알루미나 및 질화 알루미늄과 같은 세라믹은 유전체 강도가 10kV/mm를 초과하므로 다음과 같은 용도로 사용하기에 이상적입니다. 고전압 회로의 절연체 그리고 마이크로칩용 기판. 전기 누출을 방지하는 기능으로 고속 전자 장치의 신호 무결성을 보장합니다.

열 전도성 및 열 방출

질화 알루미늄과 산화 베릴륨은 뛰어난 열 전도성(AlN: ~170-200 W/m-K, BeO: ~200-250 W/m-K)을 나타내므로 다음과 같은 분야에서 효율적인 열 방출이 가능합니다. 전력 반도체, LED 모듈및 RF 장치. 이렇게 하면 과열을 방지하고 디바이스 수명을 연장할 수 있습니다.

극한 환경에서의 차원 안정성

고급 세라믹은 극저온부터 최대 1,000°C 이상의 온도에서도 모양과 성능을 유지합니다. 이는 다음과 같은 경우에 필수적입니다. 반도체 제조 장비리소그래피, 에칭 및 증착 공정에서 정밀한 공차가 매우 중요합니다.

내화학성 및 플라즈마 내성

반도체 제조에는 종종 독한 화학 물질과 플라즈마 환경이 포함됩니다. 질화규소 및 알루미나 같은 소재는 저항성이 강합니다. 식각액, 산 및 반응성 가스에서 긴 구성 요소 수명을 보장합니다. 플라즈마 식각기, CVD 리액터 및 웨이퍼 처리 시스템.

낮은 열 팽창

많은 세라믹, 특히 질화규소는 열팽창 계수가 낮아 급격한 온도 변화 시 열 스트레스를 줄이고 다양한 반도체 재료와 호환됩니다.

혜택:

뛰어난 신뢰성: 고온 및 전압 스트레스에서도 안정적
향상된 소형화: 컴팩트한 고성능 설계 가능
향상된 열 관리: 전력 전자장치의 과열 방지
밀폐 밀봉 기능: 민감한 반도체 부품을 습기 및 오염 물질로부터 보호합니다.
고주파 성능: 5G 및 레이더 시스템을 위한 유전체 손실이 적은 재료

반도체 및 전자 애플리케이션의 핵심 재료

Great Ceramic은 반도체 및 전자 산업에서 고성능 세라믹의 적용을 발전시켜 고객이 전례 없는 수준의 성능, 신뢰성 및 지속 가능성을 달성할 수 있도록 지원하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

재질	핵심 속성	일반적인 애플리케이션
알루미나(Al₂O₃)	비용 효율적이고 우수한 단열성, 적당한 열 전도성	LED 기판, 다층 패키지, 세라믹 PCB
질화 알루미늄(AlN)	높은 열 전도성, 전기 절연성, Si와 일치하는 CTE	전력 모듈 기판, RF 디바이스 히트 스프레더
질화규소(Si₃N₄)	높은 골절 인성, 열 충격 저항성	웨이퍼 핸들링 암, 전력 전자 기판
실리콘 카바이드(SiC)	고강도, 내식성, 열 안정성	CVD 챔버 구성품, 확산로 라이너
질화붕소(BN)	열 전도체 + 전기 절연체, 기계 가공 가능	RF/마이크로파 디바이스, 인터페이스 레이어용 방열판
가공 가능한 유리 세라믹(MGC)	최대 1000°C까지 안정적인 손쉬운 정밀 가공	프로토타이핑 부품, 소량 생산 정밀 부품
ZTA(지르코니아 강화 알루미나)	높은 내마모성, 향상된 골절 인성	정밀 가이드, 반도체 취급 도구

금속 및 플라스틱 대비 성능 이점

속성	고급 세라믹	금속	플라스틱
열 전도성	높음(최대 260W/m-K의 AlN)	보통(Cu: ~400W/m-K)	낮음(<1W/m-K)
전기 절연	우수(>10¹³ Ω-cm)	Poor	Good
내식성	우수	보통/보통	Good
고온 안정성	우수(>1000°C)	양호(500-800°C)	불량(<200°C)
내마모성	우수	Good	Poor