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PCB Bolg

PCB Bolg - 常見的陶瓷基板原來有那麼多種類

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常見的陶瓷基板原來有那麼多種類
2023-09-22
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Author:爱彼电路      分享文章

1.氧化鋁

氧化鋁基板是電子行業最常用的基板資料。 與大多數其他氧化物陶瓷相比,在機械、熱學和電學效能方面,它具有較高的强度和化學穩定性,並且原料來源豐富。 它適用於各種的科技製造和不同的形狀。

氧化鋁基板

氧化鋁基板

2.氧化鈹

它比金屬鋁具有更高的熱導率,用於需要高熱導的場合。 然而,溫度超過300℃後溫度迅速下降。 最重要的是由於它的毒性限制了自身的發展。 氧化鈹陶瓷是以氧化鈹為主要成分的陶瓷。 主要用作大規模集成電路基板、大功率氣體鐳射管、電晶體的散熱片外殼、微波輸出窗和中子減速劑等資料。


3.氮化鋁

AlN有兩個非常重要的特性值得注意:一是高的導熱性,二是與Si相匹配的膨脹係數。 缺點是即使在表面有很薄的氧化層也會對熱導率產生影響。 只有嚴格控制資料和工藝才能製造出一致性較好的氮化鋁基板。 與Al2O3相比,AlN的價格相對較高。 這也是制約其發展的一個小瓶頸。


4.氮化矽

羅傑斯在2012年推出了新的curamik? 系列氮化矽(Si3N4)陶瓷基板。 由於氮化矽的機械強度高於其他陶瓷,新的curamik基板可以幫助設計人員在嚴苛的工作環境、以及HEV/EV和其他可再生能源應用條件下實現較長的使用壽命。 氮化矽製成的新型陶瓷基板的抗彎曲強度比採用Al2O3和AlN製成的基板高。 Si3N4的斷裂韌性甚至超過了氧化鋯摻雜陶瓷。


根據制造技術分,現階段常見的陶瓷散熱基板有五種類型:HTCC、LTCC、DBC、DPC和LAM。 HTCC\LTCC都是屬於燒結工藝,成本都會較高。

而DBC和DPC則是國內近年來才開發成熟,且能量產化的專業科技,DBC採用高溫加熱將Al2O3和Cu板結合,科技瓶頸是不易解决Al2O3和Cu板之間微氣孔產生之問題。 這使得該產品的量產能量和良率受到較大的挑戰,而DPC科技則採用直接鍍銅科技在Al2O3基材上沉積Cu。 其工藝結合了資料和薄膜工藝科技。 該產品是近年來最常用的陶瓷散熱基板。 但其資料控制和工藝科技綜合能力要求較高,這使得進入DPC行業並能穩定生產的科技門檻相對較高。 LAM科技也稱為雷射快速活化金屬化科技。


1.HTCC(High-Temperature Co-fired Ceramic)

HTCC又稱高溫共燒多層陶瓷。 製造過程與LTCC非常相似。 主要區別在於HTCC的陶瓷粉末沒有添加玻璃材質。 囙此,HTCC必須在1300~1600℃的高溫下乾燥硬化成生胚。 然後同樣鑽上導通孔,並用網版印刷科技填孔和印製線路。 由於共燒溫度高,金屬導體資料的選擇受到限制。 主要資料是熔點高,但導電性較差的鎢、鉬、錳等金屬,最後再疊層燒結成型。


2. LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic)

LTCC又稱低溫共燒多層陶瓷基板。 該科技必須先將無機氧化鋁粉和約30%~50%的玻璃資料與有機黏結劑混合均勻,使其混合成泥狀漿料,然後用刮刀將漿料刮成片狀,再經過一道乾燥過程將片狀漿料形成一片片薄薄的生胚,然後根據每一層的設計鑽導通孔,作為各層的訊號傳輸,LTCC內部線路則運用網版印刷科技, 分別用於生胚上做填充孔和印刷線路. 內電極和外電極可分別使用銀、銅、金等金屬,最後將各層層壓並放置在850~900℃的燒結爐中完成燒結成型。


3. DBC(Direct Bonded Copper)

直接覆銅科技是利用銅的含氧共晶溶液直接將銅敷在陶瓷上。 其基本原理是在敷接合前或過程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧,在1065℃~1083℃範圍內,銅與氧形成Cu-O共晶溶液。 DBC科技利用該共晶溶液一方面與陶瓷基板發生化學反應形成CuAlO2或CuAl2O4,另一方面浸潤銅箔實現陶瓷基板與銅板的結合。


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