現代の電子技術の急速な発展に伴い、RFおよびマイクロ波エレクトロニクス業界の基板材料に対する要求は日に日に高まっています。 アルミナ基板

は、その独特の物理的および化学的特性により、この分野で最も注目されている材料の 1 つとなっています。この論文では、それをさまざまな側面から詳細に研究します。[3]

アルミナセラミック基板の応用メリット

RF マイクロ波エレクトロニクス産業におけるアルミナ基板の応用利点は、主に次の側面に反映されています。

高誘電率

アルミナセラミック基板は誘電率が高いため、高性能を維持しながら回路の小型化が可能です。この特徴は、今日の電子部品の小型化と統合の追求において特に重要である[18]。

良好な熱安定性

アルミナ セラミック基板は、優れた熱安定性を備え、温度漂白が少なく、広い温度範囲で安定した電気特性を維持できます。これは、RF マイクロ波コンポーネントの信頼性を確保するために不可欠です。

高い強度と化学的安定性

アルミナセラミック基板は高い強度と化学的安定性を備えており、さまざまな化学物質の侵食に耐え、部品の寿命を延ばすことができます。

幅広い用途

アルミナセラミック基板は、あらゆる種類の厚膜回路、フィルム回路、ハイブリッド回路、マイクロ波モジュールなどに使用でき、その幅広い応用性を示しています。

アルミナセラミック基板の加工精度

アルミナセラミック基板は薄膜リソグラフィープロセスによる回路加工に使用でき、その精度はミクロンレベルに達します。この高精度加工技術により、アルミナセラミック基板を用いてさまざまな精密受動部品を製造することができます。一般的な PCB 基板よりも誘電率が高いため、設計されるデバイスのサイズが小さくなり、さまざまなコンポーネント モジュールの小型化がさらに促進されます [42]。

アルミナセラミック基板の純度分類と性能への影響

アルミナセラミック基板は、純度に応じて90磁器、96磁器、99磁器および他の異なるモデルに分けることができます。主な違いは基板のドーピング量の違いであり、ドーピング量が少ないほど基板の純度は高くなります[48]。

純度の異なるアルミナ セラミック基板は、電気的および機械的特性に一定の違いを示します。

電気的特性

アルミナセラミックシートの純度が高くなるほど誘電率が高くなり、誘電損失が低くなります。例えば、周波数１ＭＨｚにおいて、純度９９．６％のアルミナセラミックシートの誘電率は９．９であるのに対し、純度９６％のアルミナセラミック基板の誘電率は９．６である。 2 つの誘電率の差はわずか数十分の 1 ですが、マイクロ波 RF 設計では、この小さな差がデバイスの電気的性能に重大な変化を引き起こすのに十分です。[56]。

機械的性質

アルミナセラミック基板の純度が高いほど、強度と硬度が高くなり、外部応力や衝撃に耐えることができます。

フィニッシュ

高純度アルミナセラミック基板の表面仕上げが優れているため、回路加工の精度と信頼性の向上に役立ちます。

ただし、アルミナセラミック基板の純度が高くなると、価格も比較的高くなるので注意が必要です。したがって、基板材料を選択するときは、特定のアプリケーションのニーズとコスト予算に応じてトレードオフを行う必要があります。[72]