陶瓷基板的發(fā)展概況(編輯修改稿)
2025-07-21 14:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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； ●使用溫度寬55℃～850℃；熱膨脹系數(shù)接近硅，簡化功率模塊的生產(chǎn)工藝。由于直接敷銅陶瓷基板的特性，就使其具有PCB基板不可替代特點(diǎn)。DBC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，由于直接敷銅陶瓷基板沒有添加任何釬焊成分，這樣就減少焊層，降低熱阻，減少孔洞，提高成品率，%；其優(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。 為了提高基板的導(dǎo)熱性能，一般是減少基板的厚度，超薄型()DBC板可替代BeO，這樣直接敷銅陶瓷基板就能承載較大的電流且溫度升高不明顯，溫升約17℃；，溫升僅5℃左右。與釬焊和MoMn法相比，DBC具有很低的熱阻特性，以1010mmDBC板的熱阻為例：。 氧化鋁陶瓷的電阻最高，其絕緣耐壓也高，這樣就保障人身安全和設(shè)備防護(hù)能力；除此之外DBC基板可以實(shí)現(xiàn)新的封裝和組裝方法，使產(chǎn)品高度集成，體積縮小。在大功率、高密度封裝中，電子元件及芯片等在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量主要通過陶瓷基板散發(fā)到環(huán)境中，所以陶瓷基板在散熱過程中擔(dān)當(dāng)了重要的角色。Al2O3陶瓷導(dǎo)熱率相對較低，在大功率、高密度封裝器件運(yùn)行時須強(qiáng)制散熱才可滿足要求。BeO陶瓷導(dǎo)熱性能最好，但因環(huán)保問題，基本上被淘汰。SiC陶瓷金屬化后鍵合不穩(wěn)定，作為絕緣基板用時，會引起熱導(dǎo)率和介電常數(shù)的改變。AlN陶瓷具有高的導(dǎo)熱性能，適用于大功率半導(dǎo)體基片，在散熱過程中自然冷卻即可達(dá)到目的，同時還具有很好的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的電氣性能。雖然目前國內(nèi)制造技術(shù)還需改進(jìn)，價格也比較昂貴，但其年產(chǎn)增率比Al2O3陶瓷高4倍以上，以后可以取代BeO和一些非氧化物陶瓷。所以采用AlN陶瓷做絕緣導(dǎo)熱基板已是大勢所趨，只不過是存在時間與性價比的問題。(DAB)陶瓷基板與直接敷銅陶瓷基板(DBC)性能比較直接敷鋁基板作為一種絕緣載體應(yīng)用于電子電路而取得長足進(jìn)展，該技術(shù)借鑒了直接敷銅陶瓷基板技術(shù)。這類新型的直接敷Al基板在理論和實(shí)驗(yàn)上表現(xiàn)出好的特性。盡管它的特性在很多方面相似于直接敷Cu基板。對于直接敷Cu基板， 180。106/176。C，180。106/176。C，銅和氧化鋁敷接的溫度較高(1000℃)，界面會形成比較硬的產(chǎn)物CuAlO2，所以敷接銅的氧化鋁基板的內(nèi)應(yīng)力較大，抗熱震動性能相對較差，在使用中常常因疲勞而損壞。鋁和銅相比，具有較低的熔點(diǎn)，低廉的價格和良好的塑性，純鋁的熔點(diǎn)只有660℃，180。106/℃，金屬鋁和氧化鋁陶瓷基板的敷接是物理濕潤，在界面上沒有化學(xué)反應(yīng)，而且純鋁所具有的優(yōu)良的塑性能夠有效緩解界面因熱膨脹系數(shù)不同引起的熱應(yīng)力，研究也證實(shí)Al/Al2O3陶瓷基板具有非常優(yōu)良的抗熱震性能。這是直接敷Cu基板無法比擬的，同時金屬鋁和氧化鋁陶瓷之間的抗剝離強(qiáng)度也較大。直接敷鋁基板作為基板特別適合于功率電子電路直接敷鋁基板性能不同于直接敷銅基板的性能，前者在高溫循環(huán)下有更好的穩(wěn)定性能。直接敷鋁基板的芯片也表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，勝過直接敷銅基板。直接敷鋁基板以它的高的抗熱震性、低的重量，有望在將來開發(fā)出更好的性能，以滿足更高的需求。敷鋁陶瓷基板(DAB)以其獨(dú)特的性能應(yīng)用于絕緣載體，特別是功率電子電路。這種新型材料在很多方面都有和直接敷銅基板(DBC)相似的地方，而自身又具有顯著的抗熱震性能和熱穩(wěn)定性能，對提高在極端溫度下工作器件的穩(wěn)定性十分明顯。由AlAl2O3基板、AlAlN基板做成的電力器
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