巨全!陶瓷基板與鋁基板的對比
隨著科技電子的發(fā)展,陶瓷基板應(yīng)用越來越廣泛,相比鋁基板原有的部分市場逐漸被陶瓷基板替代,那么陶瓷基板與鋁基板對比,有哪些突出的優(yōu)勢呢?
一,什么是陶瓷基板,什么是鋁基板
什么是陶瓷基板
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(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能,高導(dǎo)熱特性,優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)度,并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形,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。
什么是鋁基板
鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板,一般單面板由三層結(jié)構(gòu)所組成,分別是電路層(銅箔)、絕緣層和金屬基層。用于高端使用的也有設(shè)計(jì)為雙面板,結(jié)構(gòu)為電路層、絕緣層、鋁基、絕緣層、電路層。極少數(shù)應(yīng)用為多層板,可以由普通的多層板與絕緣層、鋁基貼合而成。
二,陶瓷基板與鋁基板的組成和工作原理對比
陶瓷基板具有絕緣的特點(diǎn),因此陶瓷基板由電路層和金屬基層構(gòu)成,省去了絕緣層。其工作原理是功率器件表面貼裝在電路板層,器件運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量直接有金屬基層將熱量傳遞出去,從而到底對器件的散熱目的。
鋁基板是由電路層、絕緣層和金屬基層構(gòu)成。器件表面貼裝在電路層,器件運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量由絕緣層傳遞到金屬基層,然后由金屬基層將熱量傳遞出去,從而實(shí)現(xiàn)對器件的散熱。
三,陶瓷基板與鋁基板的參數(shù)對比
項(xiàng)目 | 陶瓷基板 | 鋁基板 |
板材類型 | 陶瓷基板 | 鋁基板、銅基板、鐵基板 |
表面處理 | OSP、沉金、鍍金、沉銀、沉錫、鎳鈀金、鉑金 | 噴錫、沉錫、化學(xué)銀 |
層數(shù) | 單、雙面、多層 | 單面、雙面 |
銅箔厚度 | 1~500um | 35~240um |
最小線寬線距 | 0.1um | 0.1um |
板翹情況 | 不存在 | ≤0.5% |
主要技術(shù) | DBC/DPC/AMB/HTCC/LTCC | HTCC/LTCC/DBC |
產(chǎn)品結(jié)合力 | 不易脫落 | 易脫落、容易出現(xiàn)氣泡 |
加工厚度 | 0.25mm/0.38mm/0.5mm/0.635mm 0.8mm/1.0mm/2.0mm/等可定制 | 0.3~5.0mm |
尺寸 | 根據(jù)客戶需求定制 | 5*5mm~1185*480mm |
四,陶瓷基板與鋁基板的性能比較
項(xiàng)目 | 陶瓷基板 | 鋁基板 |
機(jī)械性能 | 足夠的機(jī)械性能,除搭載原件外,也能做偉支持構(gòu)件用,加工性好,尺寸精度高,容易實(shí)現(xiàn)多層化 | 機(jī)械耐久力不錯 |
電學(xué)性質(zhì) | 絕緣電阻和絕緣破壞電壓高, 介電常數(shù)低 介電損耗小 耐高溫、耐腐蝕,可靠性強(qiáng) | 溫度高、濕度高的環(huán)境下,容易發(fā)生物理變化、化學(xué)變化、性能不太穩(wěn)定、可靠性一般 |
熱學(xué)性質(zhì) | 導(dǎo)熱性高,熱學(xué)性質(zhì)與相關(guān)材料匹配,熱學(xué)性好 | 熱導(dǎo)率較高,但是封裝加絕緣層,導(dǎo)熱性能能受影響較大,有很大的下降。 |
其他性質(zhì) | 化學(xué)穩(wěn)定性好;容易金屬化,電路圖形與其附著力強(qiáng);無吸濕性,耐油、耐化學(xué)藥品;射線放出率小,所采用的物質(zhì)無公害無毒;在使用溫度范圍內(nèi),晶體結(jié)構(gòu)不變化,原材料豐富、技術(shù)成熟,制作容易,價(jià)格低。 | 原材料豐富,高溫下易變形,技術(shù)較為成熟,但是缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),價(jià)格較低。 |
五,陶瓷基板與鋁基板的優(yōu)劣勢比較
陶瓷基板 | 鋁基板 |
1,陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)接近硅片,可以節(jié)省過渡層mo片,省工、省材、降低成本。 2,減少焊層、減低熱阻、減少空間,提高成品率。 3,在相同載流下,0.3mm厚的銅箔線寬,僅為普通印制線路板的10% 4,優(yōu)良的導(dǎo)熱性,使得芯片的封裝非常緊湊,從而使得功率密度大大提高、改善系統(tǒng)和裝置的可靠性。 5,絕緣耐壓高、保障人生安全和設(shè)備的防護(hù)能力 6,可實(shí)現(xiàn)新的封裝和組裝方法,使得產(chǎn)品高度集成和體積縮小 | 1,符合ROSH的要求 2,更適應(yīng)于SMT工藝 3,降低產(chǎn)品運(yùn)行溫度,提高產(chǎn)品功率密度和可靠性、延長產(chǎn)品使用壽命(相比于PR-4) 4,縮小產(chǎn)品體積,降低硬體和裝配成本 5,不易碎,有較好的機(jī)械耐久力。 |
六,陶瓷基板與鋁基板的應(yīng)用領(lǐng)域列舉
陶瓷基板 | 鋁基板 |
1,大功率電力半導(dǎo)體模塊;半導(dǎo)體制冷器、電子加熱器;功率控制電路,功率混合電路。 2,智能功率組件;高頻開關(guān)電源,固態(tài)繼電器 3,汽車電子,航空航天及軍用電子器件 4,太陽能電池板組件;電訊專業(yè)交換器,接收系統(tǒng);激光等工業(yè)電子 5,醫(yī)療設(shè)備、傳感器領(lǐng)域 | 1,音頻設(shè)備:輸入、輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。 2,電源設(shè)備:開關(guān)調(diào)節(jié)器,DC/AC轉(zhuǎn)換器,SW調(diào)整期等。 3,通訊電子設(shè)備:高頻增福器、濾波器、發(fā)報(bào)電路 4,汽車:電子調(diào)節(jié)器、點(diǎn)火器、電源控制器等 5,電腦:CPU 軟碟驅(qū)動器、電源裝置 6,功率模組:整流器、固體繼電器、整流電橋等。 |
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