散热性极好,物理性强的陶瓷电路板——斯利通
18186129934(赵先生)
1. 陶瓷基板简介
氧化铝陶瓷基板是比较早出现的陶瓷基板,发展趋势一直很好。2015年国内氧化铝陶瓷基板(热导率25W/m·K)产量超过200万平方米,约占世界总产量10%。
氮化铝陶瓷基板在氧化铝的基础上发挥了更优异的性能,2015年国内氮化铝陶瓷基板(热导率200W/m·K)产量约为5000平方米,约占世界总产量0.1%。
在已有技术中,一般认为氮化硅的热导率低,所以它不适于作电路基片。然而,近年来,如日本特许公开135771/1994中公开了对提高氮化硅陶瓷热导率所作的改进,人们已可得到热导率约为120W/MK的氮化硅陶瓷。
2. 陶瓷基板特点
陶瓷电子基板机械应力强,形状稳定;高强度、高导热率、高绝缘性;结合力强,防腐蚀;具有极好的热循环性能,循环次数达5万次,可靠性高;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。
但其产量极低,由于制造技术及工艺研发成本问题,现在较高端的新陶瓷基板单位价格较高,但是产品生产过程和产品本身完全环保,技术瓶颈及贸易壁垒突破后,随着产量增加价格会大幅降低,是未来电子线路基材的发展方向。
3. 陶瓷基板的优点
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;减少焊层,降低热阻,减少空洞,提高成品率;
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%;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;
超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO,无环保毒性问题;
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;
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;
绝缘耐压高,保障人身安全和设备的防护能力。
4. 陶瓷基板的性能要求
机械性质: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。
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。
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。
其它性质:化学稳定性好;容易金属化,电路图形与其附着力强;无吸湿性;耐油、耐化学药品;α射线放出量小;所采用的物质无公害、无毒性;在使用温度范围内晶体结构不变化;原材料丰富 |
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