陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復合基板具有優(yōu)良電絕緣性能,高導熱特性,優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強度,并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形,具有很大的載流能力。因此,陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結構技術和互連技術的基礎材料。
陶瓷基板PCB的特點
- 機械應力強,形狀穩(wěn)定;高強度、高導熱率、高絕緣性;結合力強,防腐蝕。
- ?較好的熱循環(huán)性能,循環(huán)次數(shù)達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構;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工藝。
一、按材料來分
1、 Al2O3
? 氧化鋁基板是電子工業(yè)中最常用的基板材料,因為在機械、熱、電性能上相對于大多數(shù)其他氧化物陶瓷,強度及化學穩(wěn)定性高,且原料來源豐富,適用于各種各樣的技術制造以及不同的形狀。
2、BeO
? 氧化鋇具有比金屬鋁還高的熱導率,應用于需要高熱導的場合,但溫度超過300℃后迅速降低,最重要的是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。
3 、AlN
? 氮化鋁AlN有兩個非常重要的性能值得注意:一個是高的熱導率,一個是與Si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點是即使在表面有非常薄的氧化層也會對熱導率產生影響,只有對材料和工藝進行嚴格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。不過隨著經濟的提升,技術的升級,這種瓶頸終會消失。
綜合以上原因,可以知道,氧化鋁陶瓷由于比較優(yōu)越的綜合性能,在微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領域還是處于主導地位而被大量運用。?
二、 按制造工藝來分
? 現(xiàn)階段較普遍的陶瓷散熱基板種類共有HTCC、LTCC、DBC、DPC、LAM五種,HTCC\LTCC都屬于燒結工藝,成本都會較高。
而DBC與DPC則為國內近年來才開發(fā)成熟,且能量產化的專業(yè)技術,DBC是利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結合,其技術瓶頸在于不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產生之問題,這使得該產品的量產能量與良率受到較大的挑戰(zhàn),而DPC技術則是利用直接鍍銅技術,將Cu沉積于Al2O3基板之上,其工藝結合材料與薄膜工藝技術,其產品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。然而其材料控制與工藝技術整合能力要求較高,這使得跨入DPC產業(yè)并能穩(wěn)定生產的技術門檻相對較高。LAM技術又稱作激光快速活化金屬化技術。