陶瓷電路板陶瓷基板金屬化基板擁有良好的熱學和電學性能,是功率型LED封裝、紫光、紫外的極合適材料,特別適用于多芯片封裝(MCM)和基板直接鍵合芯片(COB)等的封裝結構。
一、陶瓷材料的比較
1.塑料和陶瓷材料的比較以環(huán)氧樹脂為代表的塑料材料具有經(jīng)濟性特點,在電子市場的應用非常廣泛,然而隨著社會進步對許多特殊領域如高溫、線膨脹系數(shù)、氣密性、穩(wěn)定性、機械性能等方面要求的提高,塑料材料無法滿足新的市場要求。陶瓷材料以其電阻高,高頻特性突出,且具有熱導率高、化學穩(wěn)定性佳、熱穩(wěn)定性等優(yōu)點,被廣泛用于不同厚膜、薄膜或和電路的基板材料,還可以用作絕緣體,在熱性能要求苛刻的電路中做導熱通路以及用來制造各種電子元件。
2.氮化鋁與氧化鋁陶瓷基板的比較氮化鋁陶瓷基板具有兩大優(yōu)點,一個是高的熱導率,二是與硅相匹配的膨脹系數(shù)。缺點在于氧化層會對熱導率產(chǎn)生影響,對材料和工藝的要求較高。目前我國對大規(guī)模的氮化鋁生產(chǎn)技術不夠成熟,價格也比氧化鋁高。氧化鋁陶瓷基板是電子工業(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。
二、基板種類及特性市面上陶瓷散熱基板種類大多分為HTCC、LTCC、DBC、DPC。
1.HTCC和LTCCHTCC屬于較早期發(fā)展的技術,但由于燒結溫度較高使其電極材料的選擇受限,且制作成本相對昂貴,這些因素促使LTCC的發(fā)展,LTCC雖然將共燒溫度降至約850℃,但具有尺寸精確度、產(chǎn)品強度等不易控制的缺點。
2.DBC和DPC直接敷銅(DirectBondedCopper,DBC)技術是主要是基于Al2O3陶瓷基板發(fā)展起來的陶瓷表面金屬化技術,后來又應用于AlN陶瓷。在大功率電力半導體模塊、太陽能電池板組件、汽車電子、航天航空及軍用電子組件、智能功率組件等領域獲得較為成功的應用。薄膜法(DPC)是微電子制造中進行金屬膜沉積的主要方法,主要用蒸發(fā)、磁控濺射等面沉積工藝進行基板表面金屬化,先是鈦,鉻然后再是銅顆粒,最后電鍍增厚,適用于絕大部分陶瓷基板。集成電路(IC)蝕刻制造工藝作為晶片級制造技術,能夠輕松完成高精度的微電子甚至納電子器件的制造。
三、斯利通陶瓷封裝基板較傳統(tǒng)基板的優(yōu)勢
1.更高的熱導率熱導率代表了基板材料本身直接傳導熱能的一種能力,數(shù)值愈高代表其散熱能力愈好。傳統(tǒng)的金屬基板具有較好的熱導率,但因金屬的導電性需要絕緣層,而絕緣層的導熱率只有1.0W/m.K.左右,大大影響了總體的熱導率。陶瓷基板具有絕緣性,無需使用絕緣層,熱導率整體很高。
2.更匹配的熱膨脹系數(shù)正常開燈時溫度高達80℃~90℃,溫度承受不住會導致焊接不牢。一般的燈是0.1w,0.3w,0.5w,對于1w,3w,5w,的燈時,PVC承受不住。陶瓷和芯片的熱膨脹系數(shù)接近,不會在溫差劇變時產(chǎn)生太大變形導致線路脫焊,內(nèi)應力等問題。
3.導電層厚度在1μm~1mm內(nèi)任意定制傳統(tǒng)的DBC技術只能制造100μm~600μm厚的導電層;傳統(tǒng)的DBC技術做﹤100μm時生產(chǎn)溫度太高會融化,做﹥600μm時銅層太厚,銅會流下去導致產(chǎn)品邊緣模糊。DPC技術國內(nèi)能做到300um就很不錯了。斯利通的導電層厚度在1μm~1mm內(nèi)任意定制,精度很準。
4.高密度組裝傳統(tǒng)厚膜技術大L/S分辨率僅100μm,耐焊性差,鋁-錳法大L/S分辨率僅100μm,且Mo、Mn本身導電性并不好。斯利通可以達到20μm,從而實現(xiàn)設備的短、小、輕、薄化。
5.三維基板、三維布線三維基板、三維布線是斯利通產(chǎn)品的獨特技術,其他的各種工藝都不能做到在三維陶瓷上做線路,而且蝕刻更困難,斯利通的工藝可以省略這些,市場獨有。