常用的基板材料主要包括塑料基板、金属基板、陶瓷基板和复合基板四大类。陶瓷基板良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数和成本的不断降低,在电子封装特别是功率电子器件如IGBT (绝缘栅双极晶体管)、LD (激光二极管)、大功率LED (发光二极管)、CPV (聚焦型光伏)封装中的应用越来越广泛。
陶瓷基板按照工艺分为DPC(直接电镀铜)、DBC(直接键合铜)、AMB(活性金属焊接)、LTCC(低温共烧陶瓷)、HTCC(高温共烧陶瓷)等基板。目前,常用陶瓷基板材料主要为氧化铝、氮化铝、氮化硅、以及氮化硅等。其中,氧化铝陶瓷基板主要采用DBC工艺,氮化铝陶瓷基板主要采用DBC和AMB工艺,氮化硅陶瓷基板更多采用AMB工艺。
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而DPC陶瓷基板可以解决这个问题,因为陶瓷本身就是绝缘体,散热性能也好,DPC陶瓷电路板可将芯片直接固定在陶瓷上,便不需要在陶瓷上面再做绝缘层了。
DPC陶瓷基板是采用的是溅射工艺,目前在陶瓷基板里面是一种比价常用的工艺,可以加工精密线路,在LED照明以及功率模组方面用的比较多。
1、低通讯损耗——部分陶瓷材料(例如氧化铝)本身的介电常数使得信号损耗更小。
2、高热导率——氧化铝陶瓷的热导率是15~35w/mk,氮化铝陶瓷的热导率是170~230w/mk,芯片上的热量直接传导到陶瓷片上面,无需绝缘层,可以做到相对更好的散热。
3、更匹配的热膨胀系数——芯片的材质一般是Si(硅)GaAS(砷化镓),陶瓷和芯片的热膨胀系数接近,不会在温差剧变时产生太大变形导致线路脱焊、内应力等问题。
4、高结合力——陶瓷电路板产品的金属层与陶瓷基板的结合强度高,最大可以达到45MPa(大于1mm厚陶瓷片自身的强度)。
5、高运行温度——陶瓷可以承受波动较大的高低温循环,甚至可以在600度的高温下正常运作。
6、高电绝缘性——陶瓷材料本身就是绝缘材料,可以承受很高的击穿电压。
为了进一步加强交流,艾邦建有陶瓷基板交流群,诚邀陶瓷基板生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括:三环集团、佳利电子、中电13所、45所、中瓷电子、福建华清、艾森达、莱鼎、博敏电子、珠海粤科京华等加入。
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原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):DPC陶瓷基板特性及应用
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