इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग के लिए एल्युमिना सबस्ट्रेट्स

पांचवीं पीढ़ी के मोबाइल संचार (5जी), इंटरनेट ऑफ थिंग्स और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के तेजी से विकास के साथ, इलेक्ट्रॉनिक घटक लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्च आवृत्ति और गति की ओर विकसित हो रहे हैं। यह सर्किट पैकेजिंग सामग्री में थर्मल प्रबंधन, इन्सुलेशन विश्वसनीयता और सिग्नल अखंडता पर उच्च मांग रखता है। एल्यूमिना सिरेमिक, अपनी उच्च यांत्रिक शक्ति, उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुणों, अच्छी तापीय चालकता (लगभग 20-30 W/(m·K)), कम ढांकता हुआ नुकसान, और असाधारण थर्मल शॉक प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता के साथ, इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग में एक अपूरणीय, प्रमुख मूलभूत सामग्री बन गई है। कच्चे माल की व्यापक उपलब्धता, अपेक्षाकृत कम लागत और परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ मिलकर,एल्युमिना सिरेमिक सबस्ट्रेट्सएयरोस्पेस, नई ऊर्जा वाहन, औद्योगिक नियंत्रण और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एल्यूमिना (Al₂O₃) विभिन्न समरूप रूपों में मौजूद है, जिनमें α-Al₂O₃, β-Al₂O₃, और γ-Al₂O₃ शामिल हैं। α-Al₂O₃ (कोरंडम संरचना) सबसे स्थिर है। इसकी क्रिस्टल प्रणाली त्रिकोणीय प्रणाली से संबंधित है, जिसमें हेक्सागोनल क्लोज-पैक्ड पैटर्न में ऑक्सीजन आयन होते हैं और एल्यूमीनियम आयन अष्टफलकीय रिक्तियों के दो-तिहाई भाग को भरते हैं, जिससे उच्च बंधन शक्ति के साथ एक घनी, स्थिर संरचना बनती है। यह संरचना α-Al₂O₃ को उच्च कठोरता (Mohs कठोरता 9), एक उच्च गलनांक (लगभग 2050°C), उत्कृष्ट रासायनिक जड़ता और ढांकता हुआ गुणों से संपन्न करती है, जो इसे उच्च-प्रदर्शन वाले सिरेमिक सब्सट्रेट के निर्माण के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाती है।

एल्यूमिना की शुद्धता के आधार पर, सामान्य सिरेमिक को इस प्रकार वर्गीकृत किया जाता है: कोरंडम चीनी मिट्टी (Al₂O₃ ≥ 99%), 99% चीनी मिट्टी, 95% चीनी मिट्टी, और 90% चीनी मिट्टी। उच्च-एल्यूमिना पोर्सिलेन को आमतौर पर 85% से अधिक Al₂O₃ युक्त के रूप में परिभाषित किया गया है। जैसे-जैसे Al₂O₃ शुद्धता बढ़ती है, सिरेमिक के यांत्रिक, थर्मल और विद्युत गुणों में काफी सुधार होता है। उदाहरण के लिए, 99.5% एल्यूमिना सिरेमिक के विशिष्ट गुणों में लगभग 3.95 ग्राम/सेमी³ का थोक घनत्व, 395 एमपीए की लचीली ताकत, 8.1 × 10⁻⁶/डिग्री सेल्सियस का रैखिक विस्तार गुणांक (25-800 डिग्री सेल्सियस), 32 डब्ल्यू/(एम·के) की तापीय चालकता, 18 केवी/मिमी की ढांकता हुआ ताकत और वॉल्यूम प्रतिरोधकता (पर) शामिल हैं। 25°C) 10¹⁴ Ω·सेमी से अधिक। ये गुण उन्हें उच्च शक्ति, उच्च इन्सुलेशन और उच्च तापमान की आवश्यकता वाले इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं।

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