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DPC陶瓷基板材料在电子封装市场和不同领域上应用

 时间:2021-12-13     浏览:1529     分享

随着电子行业市场上发展,电子封装基板主要是可分为高分子基板、金属基板和陶瓷基板几类。金属基板及高分子基板是限于功率器件和导热、耐热、绝缘、强度及热匹配性能等要求,而陶瓷材料具有热导率高、耐热性好、高绝缘、高强度和芯片材料的热匹配等性能。也适合功率器件封装基板,目前在半导体照明、激光机光通信、航空航天、汽车电子等领域上有着广泛应用。那么这些主要的电子封装上dpc陶瓷基板材料有哪些?

1. 氧化铝dpc陶瓷基板

氧化铝陶瓷呈现白色,氧化铝陶瓷基片成型方法主要是轧膜法、流延法及凝胶注膜法等。氧化铝陶瓷基板有着原料丰富、价格低廉、绝缘性高、耐热冲击、抗化学腐蚀及机械强度高等优点,也是综合性能较好的陶瓷基片材料,占有着陶瓷基板材料总量的80%以上。

但是由于热导率相对较低,热膨胀系数较高,一般都是应用在汽车电子、半导体照明、电气设备等领域上。

 

2. 氮化铝dpc陶瓷基板

氮化铝材料呈灰白色,其热导率为氧化铝dpc陶瓷基板的6~8倍,但热膨胀系数只有其50%,此外还具有绝缘强度高、介电常数低、耐腐蚀性好等优势。

但除了成本较高外,氮化铝陶瓷基板综合性能均优于氧化铝陶瓷基板,是一种非常理想的电子封装基板材料,尤其适用于导热性能要求较高的领域。

 

3. 氮化硅dpc陶瓷基板

  氮化硅主要是硬度大、强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀性高。氮化硅陶瓷基板它的抗弯强度高、耐磨性好,也是综合机械性能最好的陶瓷材料,同时也是热膨胀系数最小,也被认为一种很有潜力的功率器件封装基板材料。

  但是它的制备工艺复杂、成本较高、热导率偏低,主要适合应用于强度要求较高但散热要求不高的领域。

 

4. 碳化硅、氮化硼dpc陶瓷基板

  碳化硅、氮化硼也都是为陶瓷基板材料。碳化硅多晶体热导率较低,材料介电常数为40,也是ALN陶瓷基板的4倍,限制了高频应用。

  氮化硼材料具有着较好的综合性能,但是作为基板材料,它没有任何突出优点,并且价格非常昂贵。在半导体材料上热膨胀系数也不匹配,目前仍处于研究状态。

 

电子封装dpc陶瓷基板的应用

1.激光器(LD)封装

LD封装须采用导热性能好、热膨胀系数匹配的dpc陶瓷基板。由于氮化铝陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低等优点,因此LD封装普遍使用氮化铝陶瓷基板。

2.发光二极管(LED)封装

大功率LED封装基板先后经历了金属支架、金属基板和陶瓷基板。由于陶瓷基板具有高绝缘、高导热和耐热、低膨胀等特性,特别是采用垂直通孔技术的DPC陶瓷基板,可有效满足倒装共晶、COB(板上芯片封装)CSP(芯片尺寸封装)等技术白光 LED 封装需求。对于紫外LED模组,采用三维陶瓷基板,可满足其高效散热与气密封装需求。

3.热电制冷器(TEC)封装

热电制冷片是一种常用的半导体制冷器件,由于热电制冷效率与半导体粒子数量呈正相关,单位面积粒子数量越多,热电制冷效率越高。DPC陶瓷基板精度高,可提高粒子布置密度,从而有效提高热电制冷效率。

 

4.其他功率器件封装

dpc陶瓷基板也同样应用在很多其他功率或高温器件封装中。如聚焦光伏器件封装,由于聚焦作用导致太阳光密度加,芯片温度升高,必须采用陶瓷基板强化散热。在微波射频领域,为了降低损耗,需采用高频特性良好的HTCCLTCC基板来提高速度。