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功率器件陶瓷基板之间对比状况?

 时间:2021-12-30     浏览:1200     分享

  近些年来,电力机车、电动汽车和微波通信等行业不断发展迅速,系统所用的电子器件具有大功率、小尺寸、高集成和高频率等特点。为了能满足电子器件散热、密封和信号传输优良的需求,陶瓷基板会以较高的热导率,与半导体材料相匹配的热膨胀系数、致密的结构和较高的机械强度等特性得到广泛应用。

 

  陶瓷基板主要是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷表面上的特殊工艺板,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,并且可像pcb板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。所以,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。

 

  dpc就是直接电镀陶瓷基板,可以看出来其制备工艺就是陶瓷片通过激光打孔,然后通过磁控溅射镀膜是陶瓷表面金属化,然后在采用半导体光刻显影刻蚀,其包括图形电镀技术来制备线路层。

  1. 是在陶瓷基片来进行加工线路层,所以它具有陶瓷材料本身所具有的高导热、耐热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射等基片性能。同时它采用半导体微加工技术,所以它的图形精度会一下子降低到30~50μm左右。

  2. 陶瓷基板采用激光打孔和电镀填孔技术,是可以实现垂直互联,满足了三维集成需求。

  3. 线路层是通过图形电镀来生长的,所以通过工艺我们可以控制电镀层厚度,满足不同大电流需求,包括散热需求。

  4. 整个制备工艺前端是半导体工艺,后面是pcb线路板工艺,所以它的制备工艺流程,包括成本方面也具有优势。

 

陶瓷材料的比较:

  1、Al2O3

  氧化铝基板是电子工业中最常见的基板材料,因为在机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷,强度及化学稳定性高,且原料来源丰富,适用于各种各样的技术制作以及不同的形状。

  2、BeO

     BeO具有比金属铝还高的热导率,应用于需要高热导的场合,但温度超过300℃后迅速降低,最重要的是由于其毒性限制了自身的发展。

  3、AlN

  氮化铝有两个非常重要的性能值得注意:一个是高的导热,另一个是与Si相匹配的膨胀系数。缺点是即使在表面有非常薄的氧化层也会对热导率产生影响,只有对材料和工艺进行严格控制才能制造出一致性较好的氮化铝基板。

 

氧化铝与氮化铝特性比较:

  氧化铝:材料取的容易、成本较低、制程较简单、热传导系数较差;

  氮化铝:材料取的不易、成本较高、制程较难、热传导系数较佳;

 

陶瓷基板类型比较:

  1、氧化铝流延片Al2O318.0W/m-k

  氧化铝基片是利用高纯度氧化铝粉料,通过流延的方式加工后,高温烧结制成的。通过机械打磨获得光滑的电子陶瓷基板。

  这种陶瓷基板适应用在可靠性要求较高的使用环境下,尤其适合大功率LED、电动汽车基板和射频电源上大功率器件领域中。

 

  2、氮化铝流延片AlN170.0W/m-k

  氮化铝流延片是利用高纯度氮化铝粉料,通过流延的方式加工后。在氮气的气氛下,高温烧结制成的。通过机械打磨获得光滑的电子陶瓷基板。

  这种陶瓷基板适应用在高导热要求的使用环境下,尤其适合UV-LED,太阳能电池和激光器的光电转化和热电转化的领域中。