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陶瓷基板的分析及应用,【陶瓷基板】陶瓷基板是什么 陶瓷基板的应用

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一、陶瓷基板的分析及应用

陶瓷基板是一种特殊工艺板,其铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面。这种超薄复合基板不仅具有卓越的电绝缘性能和高导热特性,还具备优良的软钎焊性和高附着强度。此外,它还能像PCB板一样刻蚀出各种图形,具有强大的载流能力,因此已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

在电子芯片封装过程中,陶瓷基板发挥着机械支撑保护和电气互连(绝缘)的关键作用。随着芯片技术的不断发展,芯片的功率密度越来越大,散热问题日益严重。在这种情况下,DPC陶瓷基板材料的选择成为影响器件散热的关键环节。

陶瓷基板主要分为Al2O3、BeO、AlN三种类型。其中,氧化铝以其化学性能稳定、原材料来源丰富、技术制造难度低等优势最为明显。而BeO在温度超过300°后导热会迅速降低,其毒性也限制了其发展。AlN虽然具有高的导热性和膨胀系数,但其表面的氧化层会影响其导热率,因此其技术还有待提升。

氧化铝陶瓷片是以AL2O3为主要原料,以稀有金属氧化物为熔剂,经一千七百度高温焙烧而成的特种刚玉陶瓷。Al2O3陶瓷具有高熔点、高硬度,优良的耐磨性能,表面光滑摩擦系数小,耐磨性能十分理想。

陶瓷基板按结构和制造工艺可分为高温共烧多层陶瓷基板、低温共烧陶瓷基板、厚膜陶瓷基板。高温共烧陶瓷(HTCC)的生产成本较高,导热系数一般在20~200W/(m?℃)。低温共烧陶瓷(LTCC)在氧化铝粉中掺入低熔点玻璃材料,具有良好的导电性。厚膜陶瓷基板(DBC)主要应用于对图形精度要求不高的电子封装中。

陶瓷面封装的产品具备耐湿性好、热冲击实验和温度循环实验后不产生损伤、热膨胀系数小、热导率高、绝缘性和气密性好、避光性好等优点。

陶瓷基板在电子、光电、能源等领域有着广泛的应用,其优异性能和稳定性能使其成为各种电子器件和光电器件的理想选择。

在电力电子领域,陶瓷基板作为电路板的重要材料,用于承载和连接电子元件,具有优良的绝缘性能、高热导率和低温膨胀系数。在集成电路制造中,陶瓷基板可作为IC封装材料,提供良好的电气绝缘性能和热导率。此外,陶瓷基板还广泛应用于电子陶瓷电容器、电感器、传感器等器件的制造中。

在光电领域,陶瓷基板在光纤通信、光电子器件制造、太阳能电池制造等领域有着广泛应用。在新能源领域,陶瓷基板在燃料电池制造、能源储存器件制造、电动汽车电池管理系统、电力变换器等关键部件的制造中发挥着重要作用。

二、陶瓷基板名词解释

陶瓷基板是一种特殊工艺板,其铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面(单面或双面)。制成的超薄复合基板具有优良的电绝缘性能、高导热特性、优异的软钎焊性和高的附着强度。

陶瓷基板能够像PCB板一样,刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。因此,它在大功率电力电子电路结构技术和互连技术中扮演着基础材料的角色。

陶瓷基板的用途广泛,例如在半导体封装、传感器、高频电路、太阳能电池、LED照明、电源变换器等领域都有应用。它能够提供良好的热管理、稳定性和可靠性,对于提高电子产品的性能和效率至关重要。

除了在电子领域,陶瓷基板在光学、医疗、航空航天、汽车等行业也有重要的应用。在光学领域,它用于制造光学元件和透镜,提高光传输效率。在医疗领域,它用于制作生物传感器和医疗设备,提供准确的测量和诊断。

三、【陶瓷基板】陶瓷基板是什么陶瓷基板的应用

【陶瓷基板】陶瓷基板是什么陶瓷基板的应用

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。因此,陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

陶瓷基板特点

1、机械应力强,形状稳定;高强度、高导热率、高绝缘性;结合力强,防腐蚀。

2、极好的热循环性能,循环次数达5万次,可靠性高。

3、与PCB板(或IMS基片)一样可刻蚀出各种图形的结构;无污染、无公害。

4、使用温度宽-55℃~850℃;热膨胀系数接近硅,简化功率模块的生产工艺。

陶瓷基板优越性

1、陶瓷基板的热膨胀系数接近硅芯片,可节省过渡层Mo片,省工、节材、降低成本;

2、减少焊层,降低热阻,减少空洞,提高成品率;

3、在相同载流量下0.3mm厚的铜箔线宽仅为普通印刷电路板的10%;

4、优良的导热性,使芯片的封装非常紧凑,从而使功率密度大大提高,改善系统和装置的可靠性;

1、超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO,无环保毒性问题;

2、载流量大,100A电流连续通过1mm宽0.3mm厚铜体,温升约17℃;100A电流连续通过2mm宽0.3mm厚铜体,温升仅5℃左右;

3、热阻低,10×10mm陶瓷基板的热阻0.63mm厚度陶瓷基片的热阻为0.31K/W,0.38mm厚度陶瓷基片的热阻为0.19K/W,0.25mm厚度陶瓷基片的热阻为0.14K/W。

4、绝缘耐压高,保障人身安全和设备的防护能力。

5、可以实现新的封装和组装方法,使产品高度集成,体积缩小。

陶瓷基板的应用

1、大功率电力半导体模块;半导体致冷器、电子加热器;功率控制电路,功率混合电路。

2、智能功率组件;高频开关电源,固态继电器。

3、汽车电子,航天航空及军用电子组件。

4、太阳能电池板组件;电讯专用交换机,接收系统;激光等工业电子。

陶瓷基板性能要求

1、机械性质

陶瓷基板有足够高的机械强度,除搭载元件外,也能作为支持构件使用;加工性好,尺寸精度高;容易实现多层化;表面光滑,无翘曲、弯曲、微裂纹等。

2、电学性质

绝缘电阻及绝缘破坏电压高;介电常数低;介电损耗小;在温度高、湿度大的条件下性能稳定,确保可靠性。

3、热学性质

热导率高;热膨胀系数与相关材料匹配(特别是与Si的热膨胀系数要匹配);耐热性优良。

4、其它性质

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氮化铝材质陶瓷基板是绝缘的吗
发布人:qq5349410158 发布时间:2025-03-14