散熱性極好,物理性強(qiáng)的陶瓷電路板——斯利通
18186129934(趙先生)
1. 陶瓷基板簡介
氧化鋁陶瓷基板是比較早出現(xiàn)的陶瓷基板,發(fā)展趨勢一直很好。2015年國內(nèi)氧化鋁陶瓷基板(熱導(dǎo)率25W/m·K)產(chǎn)量超過200萬平方米,約占世界總產(chǎn)量10%。
氮化鋁陶瓷基板在氧化鋁的基礎(chǔ)上發(fā)揮了更優(yōu)異的性能,2015年國內(nèi)氮化鋁陶瓷基板(熱導(dǎo)率200W/m·K)產(chǎn)量約為5000平方米,約占世界總產(chǎn)量0.1%。
在已有技術(shù)中,一般認(rèn)為氮化硅的熱導(dǎo)率低,所以它不適于作電路基片。然而,近年來,如日本特許公開135771/1994中公開了對提高氮化硅陶瓷熱導(dǎo)率所作的改進(jìn),人們已可得到熱導(dǎo)率約為120W/MK的氮化硅陶瓷。
2. 陶瓷基板特點(diǎn)
陶瓷電子基板機(jī)械應(yīng)力強(qiáng),形狀穩(wěn)定;高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性;結(jié)合力強(qiáng),防腐蝕;具有極好的熱循環(huán)性能,循環(huán)次數(shù)達(dá)5萬次,可靠性高;與PCB板(或IMS基片)一樣可刻蝕出各種圖形的結(jié)構(gòu);無污染、無公害。
但其產(chǎn)量極低,由于制造技術(shù)及工藝研發(fā)成本問題,現(xiàn)在較高端的新陶瓷基板單位價(jià)格較高,但是產(chǎn)品生產(chǎn)過程和產(chǎn)品本身完全環(huán)保,技術(shù)瓶頸及貿(mào)易壁壘突破后,隨著產(chǎn)量增加價(jià)格會(huì)大幅降低,是未來電子線路基材的發(fā)展方向。
3. 陶瓷基板的優(yōu)點(diǎn)
陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)接近硅芯片,可節(jié)省過渡層Mo片,省工、節(jié)材、降低成本;減少焊層,降低熱阻,減少空洞,提高成品率;
在相同載流量下0.3mm厚的銅箔線寬僅為普通印刷電路板的10%;優(yōu)良的導(dǎo)熱性,使芯片的封裝非常緊湊,從而使功率密度大大提高,改善系統(tǒng)和裝置的可靠性;
超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO,無環(huán)保毒性問題;
載流量大,100A電流連續(xù)通過1mm寬0.3mm厚銅體,溫升約17℃;100A電流連續(xù)通過2mm寬0.3mm厚銅體,溫升僅5℃左右;
熱阻低,10×10mm陶瓷基板的熱阻0.63mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.31K/W,0.38mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.19K/W,0.25mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.14K/W;
絕緣耐壓高,保障人身安全和設(shè)備的防護(hù)能力。
4. 陶瓷基板的性能要求
機(jī)械性質(zhì):有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度,除搭載元件外,也能作為支持構(gòu)件使用;加工性好,尺寸精度高;容易實(shí)現(xiàn)多層化;表面光滑,無翹曲、彎曲、微裂紋等。
電學(xué)性質(zhì):絕緣電阻及絕緣破壞電壓高;介電常數(shù)低;介電損耗;在溫度高、濕度大的條件下性能穩(wěn)定,確?煽啃。
熱學(xué)性質(zhì):熱導(dǎo)率高;熱膨脹系數(shù)與相關(guān)材料匹配(特別是與Si的熱膨脹系數(shù)要匹配);耐熱性優(yōu)良。
其它性質(zhì):化學(xué)穩(wěn)定性好;容易金屬化,電路圖形與其附著力強(qiáng);無吸濕性;耐油、耐化學(xué)藥品;α射線放出量小;所采用的物質(zhì)無公害、無毒性;在使用溫度范圍內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)不變化;原材料豐富 |
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