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(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能,高導(dǎo)熱特性,優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)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(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料。
陶瓷基板PCB的特點(diǎn)
- 機(jī)械應(yīng)力強(qiáng),形狀穩(wěn)定;高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性;結(jié)合力強(qiáng),防腐蝕。
- ?較好的熱循環(huán)性能,循環(huán)次數(shù)達(dá)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(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(jiǎn)化功率模塊的生產(chǎn)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?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上相對(duì)于大多數(shù)其他氧化物陶瓷,強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性高,且原料來源豐富,適用于各種各樣的技術(shù)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(dǎo)率,應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場(chǎng)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(gè)非常重要的性能值得注意:一個(gè)是高的熱導(dǎo)率,一個(gè)是與Si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點(diǎn)是即使在表面有非常薄的氧化層也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響,只有對(duì)材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。不過隨著經(jīng)濟(jì)的提升,技術(shù)的升級(jí),這種瓶頸終會(huì)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(lǐng)域還是處于主導(dǎo)地位而被大量運(yùn)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(jié)工藝,成本都會(huì)較高。
而DBC與DPC則為國(guó)內(nèi)近年來才開發(fā)成熟,且能量產(chǎn)化的專業(yè)技術(shù),DBC是利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結(jié)合,其技術(shù)瓶頸在于不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產(chǎn)生之問題,這使得該產(chǎn)品的量產(chǎn)能量與良率受到較大的挑戰(zhàn),而DPC技術(shù)則是利用直接鍍銅技術(shù),將Cu沉積于Al2O3基板之上,其工藝結(jié)合材料與薄膜工藝技術(shù),其產(chǎn)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(shù)整合能力要求較高,這使得跨入DPC產(chǎn)業(yè)并能穩(wěn)定生產(chǎn)的技術(shù)門檻相對(duì)較高。LAM技術(shù)又稱作激光快速活化金屬化技術(shù)。