מהו חומר מצע?

חומר מצע מתייחס לחומר הבסיס או הפלטפורמה המשמשים כשכבת התמיכה הבסיסית לייצור מכשירים אלקטרוניים, מעגלים או מבנים פונקציונליים.

בייצור והנדסת חומרים, חומרי המצע מספקים את התמיכה המכנית, הניהול התרמי והבסיס החשמלי שעליו מעובדים, מופקדים, מורכבים או מיוצרים מבנים אחרים.

במילים פשוטות, מצע הוא חומר ה"בסיס" או ה"נשא" עליו בנויים מכשירים או מבנים.

חומרי מצע נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות כמו מוליכים למחצה, אלקטרוניקה, ייצור PCB ועיבוד קרמיקה מדויק.

1. חומרי מצע בתעשיית האלקטרוניקה והמוליכים למחצה

בתעשיית האלקטרוניקה והמוליכים למחצה, מצעים פועלים כפלטפורמה התומכת בשבבים, מעגלים ורכיבים אלקטרוניים.

חומרים נפוצים של מצע מוליכים למחצה

סיליקון (Si)
חומר המצע המוליך למחצה בשימוש הנפוץ ביותר לייצור מעגלים משולבים וייצור שבבים.

סיליקון קרביד (SiC)
משמש במכשירים אלקטרוניים-בהספק גבוה, בממירי רכב חשמליים ובמוליכים למחצה, בשל המוליכות התרמית המצוינת ויציבות הטמפרטורה הגבוהה-.

גליום ניטריד (GaN)
בשימוש נפוץ במכשירים אלקטרוניים-תדירותיים וגבוהים-כגון רכיבי RF ומערכות 5G.

תחמוצת אלומיניום (Al₂O₃)
חומר נפוץ בשימוש במצעים אלקטרוניים קרמיים ובאריזה אלקטרונית.

פונקציות עיקריות של חומרי מצע
תמיכה במבני שבבים ומכשירים
מתן ניהול תרמי ופיזור חום
משמש כבסיס לחיבורי חשמל ושילוב מעגלים

2. חומרי מצע בתעשיית ה-PCB

בתעשיית המעגלים המודפסים (PCB), המצע יוצר את השכבה המבנית המבודדת התומכת עקבות נחושת מוליכות ורכיבים אלקטרוניים.

חומרי מצע PCB נפוצים
FR-4 (למינציה של שרף אפוקסי סיבי זכוכית)
חומר מצע ה-PCB הנפוץ ביותר בגלל החוזק המכני הטוב והבידוד החשמלי שלו.

פוליאמיד (PI)
משמש במעגלים מודפסים גמישים (FPC) בשל הגמישות המצוינת ועמידות החום שלו.

תחמוצת אלומיניום (Al₂O₃) ואלומיניום ניטריד (AlN)
משמש במצעים קרמיים עם מוליכות תרמית גבוהה ליישומי חשמל ואלקטרוניקה- גבוהה של LED.

3. חומרי מצע בקרמיקה מדויקת ועיבוד לייזר
בתעשיית הקרמיקה המדויקת והייצור המתקדם, מצעים מתייחסים בדרך כלל ליריעות או לוחות קרמיקה המשמשים לייצור רכיבים אלקטרוניים ומבנים פונקציונליים.

חומרי מצע קרמי נפוצים

מצע קרמי מסוג אלומיניום אוקסיד (Al₂O₃)
בשימוש נרחב באריזה אלקטרונית, מודולי LED ומעגלים היברידיים.

מצע קרמי מאלומיניום ניטריד (AlN)
ידועים במוליכות תרמית גבוהה, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור מודולי הספק ואלקטרוניקה-בעוצמה גבוהה.

מצע קרמי זירקוניה (ZrO₂)
משמש ביישומים-עמידות- בחוזק ובלאי גבוה.

שיטות עיבוד אופייניות

מצעים קרמיים אלה דורשים לעתים קרובות תהליכי עיבוד-בדיוק גבוה, כולל:

חיתוך בלייזר

מיקרו-קידוח חורים

עיבוד קווי מתאר מדויק

יישומים אופייניים

מצעי לד

מצעי מודול כוח