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浅谈陶瓷基板的应用
2021-10-20
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陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AIN)陶瓷基板表面(单面或双面)的特殊工艺板。由于制成的超薄复合基板具有优良的电绝缘性能、有高导热性、优良的软纤焊性和高的附着的强度,可以像普通PCB板一样能蚀刻成各种图案,具有很大的载流能力。因此,陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

陶瓷基板

1、陶瓷基板的特点:
1、结构:机械强度优良,翘曲度低,热膨胀系数接近硅晶圆(氮化铝),硬度高,加工性好,尺寸精度高
2、气候:适用于高温高湿环境,导热系数高,耐热性好,耐腐蚀,耐磨耗,抗紫外线,耐黄化
3、化学:无铅,无毒,化学稳定性好
4、电性:绝缘电阻高,易金属化,与电路图形附着力强

2、陶瓷电路板制造工艺分类:
1、薄膜法(DPC技术):薄膜法是微电子制造中金属薄膜沉积的主要方法。它主要采用蒸发、磁控溅射等表面沉积工艺对基板表面进行金属化处理。它适用于大多数陶瓷基板。然而,这种方法需要后续的蚀刻工艺来完成图形转移。

2、厚膜法(DPC技术):厚膜法是利用丝网印刷技术、微笔直写技术和喷墨印刷技术等微流动直写技术在基材上沉积导电浆料,它是通过高温烧结形成的导电线和电极等,这种方法适用于大部分陶瓷基板。厚膜导电浆料一般由微米级金属粉末和少量玻璃粘合剂再加有机溶剂组成。浆料中的玻璃粘合剂在高温下与基板结合,使厚膜导电浆料粘附在基板表面。如果粘合剂用量过多,多余的玻璃会浮在导线表面,导致焊料润湿性下降。

3、直接敷铜法(DPC技术):直接敷铜(DBC)技术是主要基于Al2O3陶瓷基板发展起来的一种陶瓷表面金属化技术,后来应用于AlN陶瓷。已成功应用于大功率电力半导体模块、太阳能电池板组件、汽车电子、航空航天及军工电子组件、智能功率组件等领域。是指将铜箔(厚度大于0.1mm)在N2气氛保护下,在1065~1083℃的温度范围内直接键合在Al2O3陶瓷基板表面的一种特殊工艺。

3、陶瓷电路板的广泛应用:
1、高功率激光发射器:(陶瓷基板在激光发射器中具有更好的导热和散热性能)

高功率激光发射器

2、太阳能应用领域:(陶瓷基板在高温条件下具有较高的稳定性)

太阳能应用

3、电动汽车领域:(陶瓷基板应用于电动汽车的逆变器、USP电源、电动汽车充电桩等高功率电路)

电动汽车领域

4、高功率无线电发射:(陶瓷基板适用于大功率无线电发射)

高功率无线电发射

5、HIFI音响应用:(陶瓷基板保持运放和功放芯片的热稳定性,开机后无需预热即可稳定音色)

HIFI音响应用

6、高压输变电电网:(陶瓷基板在高压输变电电网中的应用)

高压输变电电网

7、高速列车等领域:(陶瓷基板在高速列车部分大功率导电电路板上的应用)

高速列车等领域

8、高温应用领域:(陶瓷基板金层性能在800度高温下仍保持稳定)

高温应用领域

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