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(AIN)陶瓷基板表面(單面或雙面)的特殊工藝板。由于制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良的電絕緣性能、有高導(dǎo)熱性、優(yōu)良的軟纖焊性和高的附著的強(qiáng)度,可以像普通PCB板一樣能蝕刻成各種圖案,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。
1、陶瓷基板的特點(diǎn):
1、結(jié)構(gòu):機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良,翹曲度低,熱膨脹系數(shù)接近硅晶圓(氮化鋁),硬度高,加工性好,尺寸精度高
2、氣候:適用于高溫高濕環(huán)境,導(dǎo)熱系數(shù)高,耐熱性好,耐腐蝕,耐磨耗,抗紫外線,耐黃化
3、化學(xué):無(wú)鉛,無(wú)毒,化學(xué)穩(wěn)定性好
4、電性:絕緣電阻高,易金屬化,與電路圖形附著力強(qiáng)
2、陶瓷電路板制造工藝分類(lèi):
1、薄膜法(DPC技術(shù)):薄膜法是微電子制造中金屬薄膜沉積的主要方法。它主要采用蒸發(fā)、磁控濺射等表面沉積工藝對(duì)基板表面進(jìn)行金屬化處理。它適用于大多數(shù)陶瓷基板。然而,這種方法需要后續(xù)的蝕刻工藝來(lái)完成圖形轉(zhuǎn)移。
2、厚膜法(DPC技術(shù)):厚膜法是利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)、微筆直寫(xiě)技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)等微流動(dòng)直寫(xiě)技術(shù)在基材上沉積導(dǎo)電漿料,它是通過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成的導(dǎo)電線和電極等,這種方法適用于大部分陶瓷基板。厚膜導(dǎo)電漿料一般由微米級(jí)金屬粉末和少量玻璃粘合劑再加有機(jī)溶劑組成。漿料中的玻璃粘合劑在高溫下與基板結(jié)合,使厚膜導(dǎo)電漿料粘附在基板表面。如果粘合劑用量過(guò)多,多余的玻璃會(huì)浮在導(dǎo)線表面,導(dǎo)致焊料潤(rùn)濕性下降。
3、直接敷銅法(DPC技術(shù)):直接敷銅(DBC)技術(shù)是主要基于Al2O3陶瓷基板發(fā)展起來(lái)的一種陶瓷表面金屬化技術(shù),后來(lái)應(yīng)用于AlN陶瓷。已成功應(yīng)用于大功率電力半導(dǎo)體模塊、太陽(yáng)能電池板組件、汽車(chē)電子、航空航天及軍工電子組件、智能功率組件等領(lǐng)域。是指將銅箔(厚度大于0.1mm)在N2氣氛保護(hù)下,在1065~1083℃的溫度范圍內(nèi)直接鍵合在Al2O3陶瓷基板表面的一種特殊工藝。
3、陶瓷電路板的廣泛應(yīng)用:
1、高功率激光發(fā)射器:(陶瓷基板在激光發(fā)射器中具有更好的導(dǎo)熱和散熱性能)
2、太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域:(陶瓷基板在高溫條件下具有較高的穩(wěn)定性)
3、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域:(陶瓷基板應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的逆變器、USP電源、電動(dòng)汽車(chē)充電樁等高功率電路)
4、高功率無(wú)線電發(fā)射:(陶瓷基板適用于大功率無(wú)線電發(fā)射)
5、HIFI音響應(yīng)用:(陶瓷基板保持運(yùn)放和功放芯片的熱穩(wěn)定性,開(kāi)機(jī)后無(wú)需預(yù)熱即可穩(wěn)定音色)
6、高壓輸變電電網(wǎng):(陶瓷基板在高壓輸變電電網(wǎng)中的應(yīng)用)
7、高速列車(chē)等領(lǐng)域:(陶瓷基板在高速列車(chē)部分大功率導(dǎo)電電路板上的應(yīng)用)
8、高溫應(yīng)用領(lǐng)域:(陶瓷基板金層性能在800度高溫下仍保持穩(wěn)定)
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