陶瓷基板是指銅箔在高溫下徑直鍵合到氧化鐵(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片外表( 單面或雙面)上的特出工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具備崇高電絕緣本能，高導(dǎo)熱個性，崇高的軟釬焊性和高的黏附強(qiáng)度，并可像PCB板一律能刻蝕出百般圖形，具備很大的載流本領(lǐng)。所以，陶瓷基板已變成大功率風(fēng)力電子通路構(gòu)造本領(lǐng)和互連本領(lǐng)的普通資料。

豐田普銳斯初代的igbt裸片加陶瓷基板底部水冷散熱計劃

陶瓷基板產(chǎn)物的問世，打開了散熱運用行業(yè)的新興盛，因為陶瓷基板散熱特性，加上陶瓷基板具備高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等便宜，跟著消費本領(lǐng)、擺設(shè)的變革，產(chǎn)物價錢加快合生化，從而夸大了LED財產(chǎn)的運用范圍，如家用電器產(chǎn)物的引導(dǎo)燈、公共汽車車燈、路燈及戶外巨型看板等。陶瓷基板的開拓勝利，為室內(nèi)照明和戶外亮化產(chǎn)物供給了更佳的效勞，使LED財產(chǎn)將來的商場范圍更為寬大。

特 點

◆板滯應(yīng)力強(qiáng)，形勢寧靜；高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性；結(jié)協(xié)力強(qiáng)，防侵蝕。◆ 較好的熱輪回本能，輪回度數(shù)達(dá)5萬次，真實性高?！襞cPCB板(或IMS基片)一律可刻蝕出百般圖形的構(gòu)造；無傳染、無公害?！暨\用溫度寬-55℃～850℃；熱伸展系數(shù)逼近硅，簡化功率模塊的消費工藝。

種 類

| 按資料來分

1. 氧化鐵(Al2O3)

氧化鐵基板是電子產(chǎn)業(yè)中最常用的基板資料，由于在板滯、熱、電本能上對立于大普遍其余氧化學(xué)物理陶瓷，強(qiáng)度及化學(xué)寧靜性高，且材料根源充分，實用于形形色色的本領(lǐng)創(chuàng)造以及各別的形勢。斯利通氧化鐵基板仍舊不妨舉行三維定制。

2. 氧化鈹(BeO)

具備比非金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，運用于須要高熱導(dǎo)的場所，但溫度勝過300℃后趕快貶低，最要害的是因為其毒性控制了自己的興盛。

氧化鈹陶瓷是以氧化鈹為重要因素的陶瓷。重要用作大范圍集成通路基板，大功率氣體激光管，晶體管的散熱片外殼，微波輸入窗和中子放慢劑等資料。

純氧化鈹(BeO)屬立方晶系，其密度3.03g/cm3。熔點2570℃，具備很高的導(dǎo)熱性，簡直與紅銅純鋁十分，導(dǎo)熱系數(shù)λ為200-250W/(m.K)，再有很好的抗熱震性。其介電常數(shù)6～7（0.1MHz)。介質(zhì)耗費角正切值約為4×10-4(0.1GHz)。最大缺陷是粉末有劇毒性，且使交戰(zhàn)創(chuàng)口難于愈合。以氧化鈹粉末為材料介入氧化鐵等配料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。創(chuàng)造這種陶瓷須要杰出的防備辦法。氧化鈹在含有水氣的高溫介質(zhì)中，蒸發(fā)性會普及，1000℃發(fā)端蒸發(fā)，并隨溫度升高蒸發(fā)量增大，這就給消費帶來艱巨，有些國度已不消費。但制品行能崇高，雖價錢較高，仍有十分大的需要量。

3. 氮化鋁(AlN)

AlN有兩個特殊要害的本能犯得著提防：一個是高的熱導(dǎo)率，一個是與Si相配合的伸展系數(shù)。缺陷是縱然在外表有特殊薄的氧化層也會對熱導(dǎo)率爆發(fā)感化，惟有對資料和工藝舉行莊重遏制本領(lǐng)創(chuàng)造出普遍性較好的AlN基板。AlN消費本領(lǐng)海內(nèi)像斯利通如許能大范圍消費的少之又少，對立于Al2O3，AlN價錢對立偏高很多，這個也是規(guī)范其興盛的小瓶頸。然而跟著財經(jīng)的提高，本領(lǐng)的晉級，這種瓶頸終會消逝。

歸納之上因為，不妨領(lǐng)會，氧化鐵陶瓷因為比擬出色的歸納本能，在微電子、功率電子、攙和微電子、功率模塊等范圍仍舊居于主宰位置而被洪量應(yīng)用。

AlN最高可寧靜到2200℃。室溫強(qiáng)度高，且強(qiáng)度隨溫度的升高低沉較慢。導(dǎo)熱性好，熱伸展系數(shù)小，是杰出的耐熱報復(fù)資料?？谷廴诜墙饘俑g的本領(lǐng)強(qiáng)，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理念的坩堝資料。氮化鋁仍舊電非導(dǎo)體，介電本能杰出，用作電器元件也很有蓄意。砷化鎵外表的氮化鋁涂層，能養(yǎng)護(hù)它在退火時免受離子的注入。氮化鋁仍舊由六方氮化硼變化為立方氮化硼的催化劑。室溫下與水慢慢反饋.可由鋁粉在氨或氮氛圍中800~1000℃合成，產(chǎn)品為白色到灰藍(lán)色粉末?；蛴葾l2O3-C-N2體制在1600~1750℃反饋合成，產(chǎn)品為灰白色粉末。或氯化鋁與氨經(jīng)氣差異應(yīng)制得.涂層可由AlCl3-NH3體制經(jīng)過氣相堆積法合成 。

4. 氮化硅 (Si3N4)

羅杰斯公司于2012年推出了新款 curamik?系列氮化硅 (Si3N4) 陶瓷基板。因為氮化硅的板滯強(qiáng)度比其它陶瓷高，以是新款curamik? 基板不妨扶助安排者在嚴(yán)苛的處事情況以及 HEV/EV 和其它可復(fù)活動力運用前提下實行至關(guān)要害的長命命。

沿用氮化硅制成的新款陶瓷基板的撓曲強(qiáng)度比沿用 Al2O3和 AlN 制成的基板高。

Si3N4的斷裂韌性以至勝過了氧化鋯摻雜陶瓷。

時于今日，功率模塊內(nèi)運用的覆銅陶瓷基板的真實性從來受制于陶瓷較低的撓曲強(qiáng)度，爾后者會貶低熱輪回本領(lǐng)。對于那些調(diào)整了極其熱和板滯應(yīng)力的運用（比方攙和能源公共汽車和電動公共汽車 (HEV/EV) 而言，暫時常用的陶瓷基板不是最好采用?；澹ㄌ沾桑┖桶雽?dǎo)體（銅）的熱伸展系數(shù)生存很大分別，會在熱輪回功夫?qū)︽I合區(qū)爆發(fā)壓力，從而貶低真實性。在本年的 PCIM 展上羅杰斯公司推出的該款 curamik? 系列氮化硅 (Si3N4) 陶瓷基板，將使風(fēng)力電子模塊的壽命延遲10倍之多。跟著 HEV/EV 和可復(fù)活動力運用的延長，安排者找到了新本領(lǐng)來保證那些激動極具挑撥性的新本領(lǐng)興盛所需的電子元件的真實性。因為處事壽命比風(fēng)力電子運用的其它陶瓷長10倍大概更高，以是氮化硅基板不妨供給對于到達(dá)需要的真實性訴求至關(guān)要害的板滯強(qiáng)度。陶瓷基板的壽命是由在不展示剝離和其它感化通路功效與安定的妨礙的情景下，基板不妨接受的熱輪回反復(fù)度數(shù)來測量的。該嘗試常常是經(jīng)過從 -55°C 到 125°C 大概 150°C 對樣本舉行輪回運轉(zhuǎn)來實行的。curamik? 產(chǎn)物商場司理 Manfred Goetz 說：“咱們暫時的嘗試截止（-55°C至150°C）表白，curamik? 氮化硅基板的運用壽命比公共汽車商場，更加是 HEV/EV，常常運用的基板長十倍之上。同樣運用氮化硅基板也令所有模塊的壽命大大提高?！边\用壽命的延遲對于一切將巨型半半導(dǎo)體晶片徑直鍵合到基板上的功率模塊運用而言都至關(guān)要害，而且對結(jié)溫較高（高達(dá)250°C）的 SiC 和 GaN 晶片尤為要害。curamik? 氮化硅基板的熱導(dǎo)率為 90 W/mK，勝過了市情上其它基板的平衡值。新款基板的板滯強(qiáng)度使咱們不妨運用更薄的陶瓷層，進(jìn)而貶低了熱阻，普及了功率密度，減少了體例本錢。與Al2O3 和 AlN 基板比擬，其撓曲強(qiáng)度革新了很多, 安排師們將所以而受益。氮化硅的斷裂韌性以至勝過了氧化鋯摻雜陶瓷，在 90 W/mK 的熱導(dǎo)率下到達(dá)了6.5~7 MPa/√m。

| 按創(chuàng)造工藝來分

現(xiàn)階段較一致的陶瓷散熱基板品種公有HTCC、LTCC、DBC、DPC、LAM五種，個中LAM屬于斯利通與華中高科技大學(xué)國度光電試驗室協(xié)作的專利本領(lǐng)，HTCC\LTCC都屬于燒結(jié)工藝，本錢城市較高。

而DBC與DPC則為海內(nèi)連年來才開拓老練，且能量產(chǎn)化的?？票绢I(lǐng)，DBC是運用高溫加熱將Al2O3與Cu板貫串，其本領(lǐng)瓶頸在乎不易處置Al2O3與Cu板間微氣孔爆發(fā)之題目，這使得該產(chǎn)物的量生產(chǎn)能力量與良率遭到較大的挑撥，而DPC本領(lǐng)則是運用徑直鍍銅本領(lǐng)，將Cu堆積于Al2O3基板之上，其工藝貫串資料與地膜工藝本領(lǐng)，其產(chǎn)物為連年最一致運用的陶瓷散熱基板。但是其資料遏制與工藝本領(lǐng)調(diào)整本領(lǐng)訴求較高，這使得跨入DPC財產(chǎn)并能寧靜消費的本領(lǐng)門坎對立較高。LAM本領(lǐng)又稱作激光趕快活化非金屬化本領(lǐng)。

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

HTCC又稱為高溫共燒多層陶瓷，消費創(chuàng)造進(jìn)程與LTCC極為一致，重要的分別點在乎HTCC的陶瓷粉末并無介入玻璃材料質(zhì)量，所以，HTCC的必需再高溫1300~1600℃情況下枯燥強(qiáng)硬成生胚，接著同樣鉆上導(dǎo)通孔，以網(wǎng)版印刷本領(lǐng)填孔與印制線路，因其共燒溫度較高，使得非金屬半導(dǎo)體資料的采用受限，其重要的資料為熔點較高但導(dǎo)熱性卻較差的鎢、鉬、錳…等非金屬，結(jié)果再疊層燒結(jié)成型。

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

LTCC 又稱為低溫共燒多層陶瓷基板，此本領(lǐng)須先將無機(jī)的氧化鐵粉與約30%~50%的玻璃資料加上有機(jī)黏結(jié)劑，使其攙和平均變成泥狀的漿料，接著運用刮刀柄漿料刮成片狀，再經(jīng)過一起枯燥進(jìn)程將片狀漿料產(chǎn)生一片片薄薄的生胚，而后依各層的安排鉆導(dǎo)通孔，動作各層訊號的傳播，LTCC里面線路則應(yīng)用網(wǎng)版印刷本領(lǐng)，辨別于生胚上做填孔及印制線路，表里電極則可辨別運用銀、銅、金等非金屬，結(jié)果將各層做疊層舉措，安置于850~900℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可實行。

3. DBC (Direct Bonded Copper)

徑直敷銅本領(lǐng)是運用銅的含氧共晶液徑直將銅敷接在陶瓷上，其基礎(chǔ)道理即是敷接進(jìn)程前或進(jìn)程中在銅與陶瓷之間引入過量的氧元素，在1065℃~1083℃范疇內(nèi)，銅與氧產(chǎn)生Cu-O共晶液， DBC本領(lǐng)運用該共晶液一上面與陶瓷基板爆發(fā)化學(xué)反饋天生 CuAlO2或CuAl2O4相，另一上面浸濕銅箔實行陶瓷基板與銅板的貫串。

出色性

◆陶瓷基板的熱伸展系數(shù)逼近硅芯片，可儉樸過度層Mo片，節(jié)省工時、節(jié)約材料、貶低本錢；◆縮小焊層，貶低熱阻，縮小單薄，普及制品率；◆在溝通載流量下 0.3mm厚的銅箔線寬僅為普遍印刷通路板的10%；◆ 崇高的導(dǎo)熱性，使芯片的封裝特殊緊湊，進(jìn)而使功率密度大大普及，革新體例和安裝的真實性；◆ 超薄型(0.25mm)陶瓷基板可代替BeO，無環(huán)境保護(hù)毒性題目；◆載流量大，100A交流電貫串經(jīng)過1mm寬0.3mm厚銅體，溫升約17℃；100A交流電貫串經(jīng)過2mm寬0.3mm厚銅體，溫升僅5℃安排；◆熱阻低，10×10mm陶瓷基板的熱阻0.63mm厚薄陶瓷基片的熱阻為0.31K/W ，0.38mm厚薄陶瓷基片的熱阻為0.19K/W，0.25mm厚薄陶瓷基片的熱阻為0.14K/W?！?絕緣耐壓高，保護(hù)人身安定和擺設(shè)的防備本領(lǐng)?！?不妨實行新的封裝和組建本領(lǐng)，使產(chǎn)物莫大集成，體積減少。

本能訴求

（1）板滯本質(zhì)

有充滿高的板滯強(qiáng)度，除搭載元件外，也能動作扶助構(gòu)件運用；加工性好，尺寸精度高；簡單實行多層化；外表潤滑，無翹曲、委曲、微裂紋等。

（2）電學(xué)本質(zhì)

絕緣電阻及絕緣妨害電壓高；介電常數(shù)低；介電耗費??；在溫度高、濕度大的前提下本能寧靜，保證真實性。

（3）熱學(xué)本質(zhì)

熱導(dǎo)率高；熱伸展系數(shù)與關(guān)系資料配合（更加是與Si的熱伸展系數(shù)要配合）；耐熱性崇高。

（4）其它本質(zhì)

化學(xué)寧靜性好；簡單非金屬化，通路圖形與其附效力強(qiáng)；無吸濕性；耐油、耐化學(xué)方劑；a射線放出量?。凰赜玫奈镔Y無公害、無毒性；在運用溫度范疇 內(nèi)晶體構(gòu)造不變革；原資料充分；本領(lǐng)老練；創(chuàng)造簡單；價錢低。

用 途

◆ 大功率風(fēng)力半半導(dǎo)體模塊；半半導(dǎo)體致冷器、電子加熱器；發(fā)射電波頻率功率遏制通路，功率攙和通路?！糁悄芄β式M件；高頻電門電源，固態(tài)替續(xù)器?！艄财囯娮樱教煊詈郊败娪盟咏M件?！籼柲芨呻姵匕褰M件；電子通訊專用調(diào)換機(jī)，接受體例；激光等產(chǎn)業(yè)電子。

趨 勢

陶瓷基板產(chǎn)物問世，打開散熱運用行業(yè)的興盛，因為陶瓷基板散熱特性，加上陶瓷基板具備高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等便宜，跟著消費本領(lǐng)、擺設(shè)的變革，產(chǎn)物價錢加快合生化，從而夸大LED財產(chǎn)的運用范圍，如家用電器產(chǎn)物的引導(dǎo)燈、公共汽車車燈、路燈及戶外巨型看板等。陶瓷基板的開拓勝利，更將變成室內(nèi)照明和戶外亮化產(chǎn)物供給效勞，使LED財產(chǎn)將來的商場范圍更寬大。

根源：發(fā)射電波頻率百花潭

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