自動車製造業界におけるアルミナセラミック基板

アルミナ基板は、現在最も広く使用されており、コスト効率の高いセラミック基板材料であり、優れた絶縁性、安定した化学的特性、高い熱伝導率、優れた高周波特性およびその他の特性、および優れた総合性能を備えています。自動車産業の分野では、産業の急速な発展により、アルミナセラミック基板の需要が年々増加しています。

現在の自動車用途におけるアルミナセラミック基板は主に以下の側面に分けられ、自動車の品質の低下、エンジンの熱効率の向上、燃料消費量の削減、寿命の向上という用途の全体像が理解されています。摩耗部品の削減、車のインテリジェント機能の向上は積極的な意義があります。

I. 自動車製造におけるアルミナセラミック基板の応用

①IGBTパッケージ

IGBT は現代のパワー エレクトロニクス デバイスの主要なデバイスであり、パワー エレクトロニクス技術の第 3 回革命の最も代表的な製品として国際的に認められています。 IGBTは、信号指令に応じて回路内の電圧、電流、周波数、位相を調整できるエネルギー伝達・伝送の中核デバイスで、主に自動車製造におけるモーターコントローラーやカーエアコンなどに使用されています。従来、アルミナ精密セラミック基板は、IGBT モジュールで最も一般的に使用されている精密セラミック基板です。しかし、アルミナ精密セラミック基板は熱伝導率が比較的低く、シリコンの熱膨張係数との適合性が低いため、高出力モジュールのパッケージ材料としては適していません。

②センサーチップパッケージ

自動車用センサーには、自動車特有の過酷な環境（高温、低温、振動、加速度、湿度、騒音、排気ガス）に長期間耐えられることが求められます。また、小型かつ軽量で、再利用性が高く、出力範囲が広い必要があります。アルミナセラミック基板は、熱、腐食、摩耗、優れた電磁的、光学的機能を潜在的に備えていますが、近年、製造技術の進歩により、アルミナセラミック材料を使用したセンサーが上記の要件を十分に満たすことができ、代表的な用途はLIDAR、カメラです。 、ミリ波レーダーなど。

③LEDパッケージ

近年、LED照明技術は、ヘッドライト、テールライト、インジケーター、アンビエント照明、ディスプレイのバックライトなど、自動車製造において広く使用されています。LEDの出力が高くなるほど、その放熱にはより多くの注意を払う必要があります。 。 LEDの動作によって発生する熱が効果的に放散されず、LEDの接合温度が高くなりすぎて、LEDの発光効率が急速に低下するだけでなく、LEDの寿命にも致命的な影響を与えます。現在、アルミナセラミック基板の使用は、低コストであるだけでなく、高出力、高精度、低コスト、高密着性、高い表面平坦性を備えたLED放熱用セラミック基板の効率的かつ環境に優しい生産を実現しており、 LEDが広く使われています。

Ⅱ．アルミナセラミック基板の品質のポイント

しかしながら、アルミナセラミックは、基材の厳しい耐荷重ニーズと環境侵食に対する耐性の機能を満たすことができますが、その理論的熱伝導率と実際の熱伝導率は低いです。したがって、エレクトロニクス産業の発展の要件をよりよく満たし、基板製品の品質を向上させるためには、原材料のAl2O3粉末の品質、性能指標、および製造プロセスの選択に注意を払う必要があります。

①原料の準備

長期にわたる研究と生産アプリケーションを通じて、Al2O3 の純度、α 相含有量、結晶形状、粒度分布、その他の指標は基板製品の品質に大きな影響を与えます。 したがって、一般に次のことが要求されます。

• Na2O含有量は0.1%未満、FeおよびFe2O、H2O含有量はできるだけ低い。
• 結晶の形状は球状である必要があります。
• 原料アルミナのα相転化率は適切に制御し、安定に保つ必要がある。
• アルミナは凝集粒子を減らすために完全に粉砕する必要があります。

②製造工程

原材料の選択に加えて、成形と焼結のプロセスも成否を決定する重要な要素です。成形技術としては、射出成形、乾式プレス、注型成形が一般的ですが、射出成形は効率が良いものの、大型の薄板を作製することが困難です。乾式プレスは密度が高く基板の平坦性を確保しやすいが、生産効率が低くコストが高く、極薄基板の作製が難しい。キャスト成形は、ブランの密度が低いため、生産性が高く、極薄であるという二重の利点があります。焼結中に変形しやすいです。このため、業界では現在、大型基板の歩留まりを向上させるために、焼結方法の最適化や焼結助剤の選択に注力している。

Ⅲ．まとめ

結論として、自動車の研究開発および生産の現段階では、アルミナセラミック基板材料の使用が増加しています。しかし、将来、自動車製造業界にアルミナセラミック基板やインテリジェントセラミック製品が導入・使用されるようになると、アルミナセラミック原料の生産、材料評価、技術活用など多くの面で引き続き検討が必要となる。

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