Реестр инновационных продуктов, технологий и услуг,рекомендованных к использованию в Российской Федерации
Продукт Номер в реестре: 35
Керамические подложки и корпуса светодиодов 
Керамические подложки широко используются радио и микроэлектронной промышленности, а также при изготовлении светодиодов
Подробное описание
участник РИП

Возможное применение подложек и корпусов можно разделить на следующие сегменты:

Сегмент 1. Радиоэлектроника

В данный сегмент входят предприятия радиоэлектронной отросли выпускающие средства связи, спутниковую аппаратуру, средства навигации GPS/ГЛОНАСС, радарные станции. Также, сюда входят компании выпускающие микросборки для СВЧ устройств.

Сегмент 2. Силовая электроника

 В данный сегмент входят предприятия электронной промышленности выпускающие силовые транзисторные модули (IGBT-модули), тиристорные и диодные силовые сборки (модули).

Сегмент 3. Микроэлектроника

В данный сегмент входят предприятия электронной отросли выпускающие микросхемы, микросборки, полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды и т.п.
). Также, сюда входят компании выпускающие ЖК-индикаторы, оптоэлектронные приборы и т.п… Применяются различные типы подложек, в зависимости от конкретного изделия. Применяются  AlN подложки в качестве теплопроводящего, изолирующего материала.

Сегмент 4. Термоэлектроника

 В данный сегмент входят предприятия выпускающие термоэлектрические модули (элементы Пельтье).

Сегмент 5. Светодиоды

Потребители алюмооксидных подложек Al2O3 с процентным содержанием основного вещества 96% (ВК-96) и алюмонитридных подложек AlN. Используют подложки в качестве корпусов и носителей для чипов светодиодов.
Технические характеристики

Материал – AI2O3 (Оксид алюминия)

Характеристика

Описание

Физико-механические параметры

 

Содержание  оксида алюминия

≥96%

— цвет                                                               

белый

— плотность, г/см3                                                              

≥3,72

— прочность на изгиб (20 oC), МПа                   

≥300

— модуль упругости (20 oC), ГПа                      

330

— прочность на сжатие, МПа                            

2100

— твердость, кг/мм2                                             

≥11,5

— теплопроводность (20 оC), Вт/м∙oK                

24,7

— коэффициент теплового расширения (25-1000 oC), 1x10-6/oC                                       

 

8,2

— электрическая прочность, кВ/мм                   

≥14÷15

— диэлектрическая проницаемость (1МГц, 25 oC)                                                     

9,0

— диэлектрические потери (1МГц, 25 oC)                       

0,0002

— объемное удельное сопротивление (20 oC), Ом∙см                                                

≥1014

 

Материал – AlN (Нитрид алюминия)

Характеристика

Описание

Физико-механические параметры

 

— содержание AlN  ≥ 98%;

≥ 98

— цвет

серый

— плотность,  г/см3;

3,30

— прочность на изгиб (20 oC), МПа

260

— модуль упругости (20 oC), ГПа

320

— твердость, кг/мм2

1110

— вязкость разрушения, МПа∙м1/2

3,1

— теплопроводность (20 oC),  Вт/м∙K

180-220

— коэффициент теплового расширения (25 – 1000 oС), 1∙10-6/oС

6,2

— диэлектрические потери (1МГц, 25 oC)

0,0003

— диэлектрическая проницаемость (1МГц, 25oC)

8,7

— объемное удельное сопротивление (20 oC), Ом∙см

1015

электрическая прочность, кВ/мм

14÷15

Потребительские свойства

Потребительские свойства

Характеристика

Описание

Высокая теплопроводность ( у AlN)

Улучшенный отвод тепла от электронных компонентов и чипов

Высокая плотность

Обеспечивает стабильность физико-механических параметров в объеме подложку.

Высокое пробивное напряжение

Параметр характеризующий изоляционные свойства подложек

Шероховатость поверхности

Возможность варьировать шероховатость подложек в диапазоне Ra 0,17 – 0,63 микрон без дополнительных затрат, позволяет использовать их при тонко- и толсто- пленочной технологии металлизации.

Конкурентные преимущества

В ходе проведения переговоров с Российскими компаниями-потребителями подложек (производители СВЧ-устройств, GPS/ГЛОНАСС, средств связи, ПВО и т.п.) выявлено, что в настоящее время наблюдается тенденция к разработкам устройств на основе высокоплотной керамики (плотность ≥ 3,6) для улучшения радиочастотрных свойств. Для этих целей предполагается введение в состав керамической композиции модифицированных Al2O3- и AlN-нанопорошков и армирования Al2O3-нановолокнами. За счет введения в состав керамической композиции модифицированных Al2O3- и AlN-нанопорошков и армирования Al2O3-нановолокнами, можно получить керамические подложки соответствующие современным предъявляемым требованиям, что в конечном счете позволит создать конечному потребителя устройства с лучшими техническими характеристиками и большим временем наработки на отказ.

Нормативно-техническое обеспечение
(стандарты, сертификаты, разрешения)

1. ООО «Плата». Положительное заключение в отчете о тестировании Al2O3 подложки изготовленной по чертежу РИЦК 741121.002-10.

2. ЗАО «Монокристалл. Положительное заключение в отчете о тестировании опытной партии подложек.

3. ЗАО «ЭКАТ» Положительное заключение в отчете об испытаниях тестового образца алюмооксидной Al2O3 керамической пластины в разрядном устройстве ПГО-01М.

4. ООО «Самсунг Электроникс РУС Калуга»

Проведены испытания и положительные испытания Al2O3 подложек в качестве керамического теплоотвода.

5. ФГУП ОАО «ОНИИП». Отчет о тестировании и сравнении образцов AlN подложек производства с зарубежными производителями. Различий при проведении технологических операций не обнаружена. Отмечена более высокая чистота обработки поверхности.

Опыт применения

Ведущие предприятия — производители радио и микроэлектроники, а также комплектующих: ЗАО «РМТ», ОАО «Монокристалл», ОАО «Оптрон», ОАО «ЦНИИИА», ОАО «ЦНИИ «Электрон»

ОАО «ЦНИИ «Циклон», ОАО «ПЛАЗМА»

ОАО «Ангстрем», ОАО  «ОКБ «Искра»

ОАО «Светлана», ЗАО «Светлана-Рост»

ФГУП «Алагирский завод сопротивлений»,

ОАО «НИИЭМП», ОАО «Завод «Марс»

ОАО «Конструкторское бюро «Икар»,

ОАО «Завод «Топаз», ОАО «НПП