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巨全!陶瓷基板与铝基板的对比

58 2022-09-30
陶瓷基板

                                                             巨全!陶瓷基板与铝基板的对比

随着科技电子的发展,陶瓷基板应用越来越广泛,相比铝基板原有的部分市场逐渐被陶瓷基板替代,那么陶瓷基板与铝基板对比,有哪些突出的优势呢?

一,什么是陶瓷基板,什么是铝基板

什么是陶瓷基板

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面( 单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。因此,陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

厚膜电阻陶瓷基板.jpg

什么是铝基板

铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。用于高端使用的也有设计为双面板,结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。极少数应用为多层板,可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。

双面铝基板

二,陶瓷基板与铝基板的组成和工作原理对比

      陶瓷基板具有绝缘的特点,因此陶瓷基板由电路层和金属基层构成,省去了绝缘层。其工作原理是功率器件表面贴装在电路板层,器件运行时所产生的热量直接有金属基层将热量传递出去,从而到底对器件的散热目的。

铝基板是由电路层、绝缘层和金属基层构成。器件表面贴装在电路层,器件运行时所产生的热量由绝缘层传递到金属基层,然后由金属基层将热量传递出去,从而实现对器件的散热。

三,陶瓷基板与铝基板的参数对比

项目

陶瓷基板

铝基板

板材类型

陶瓷基板

铝基板、铜基板、铁基板

表面处理

OSP、沉金、镀金、沉银、沉锡、镍钯金、铂金

喷锡、沉锡、化学银

层数

单、双面、多层

单面、双面

铜箔厚度

1~500um

35~240um

最小线宽线距

0.1um

0.1um

板翘情况

不存在

0.5%

主要技术

DBC/DPC/AMB/HTCC/LTCC

HTCC/LTCC/DBC

产品结合力

不易脱落

易脱落、容易出现气泡

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

根据客户需求定制

5*5mm~1185*480mm

       四,陶瓷基板与铝基板的性能比较

项目

陶瓷基板

铝基板

机械性能

足够的机械性能,除搭载原件外,也能做伟支持构件用,加工性好,尺寸精度高,容易实现多层化

机械耐久力不错

电学性质

绝缘电阻和绝缘破坏电压高,

介电常数低

介电损耗小

耐高温、耐腐蚀,可靠性强

温度高、湿度高的环境下,容易发生物理变化、化学变化、性能不太稳定、可靠性一般

热学性质

导热性高,热学性质与相关材料匹配,热学性好

热导率较高,但是封装加绝缘层,导热性能能受影响较大,有很大的下降。

其他性质

化学稳定性好;容易金属化,电路图形与其附着力强;无吸湿性,耐油、耐化学药品;射线放出率小,所采用的物质无公害无毒;在使用温度范围内,晶体结构不变化,原材料丰富、技术成熟,制作容易,价格低。

原材料丰富,高温下易变形,技术较为成熟,但是缺乏统一标准,价格较低。

 

五,陶瓷基板与铝基板的优劣势比较

陶瓷基板

铝基板

1,陶瓷基板的热膨胀系数接近硅片,可以节省过渡层mo片,省工、省材、降低成本。

2,减少焊层、减低热阻、减少空间,提高成品率。

3,在相同载流下,0.3mm厚的铜箔线宽,仅为普通印制线路板的10%

4,优良的导热性,使得芯片的封装非常紧凑,从而使得功率密度大大提高、改善系统和装置的可靠性。

5,绝缘耐压高、保障人生安全和设备的防护能力

6,可实现新的封装和组装方法,使得产品高度集成和体积缩小

1,符合ROSH的要求

2,更适应于SMT工艺

3,降低产品运行温度,提高产品功率密度和可靠性、延长产品使用寿命(相比于PR-4)

4,缩小产品体积,降低硬体和装配成本

5,不易碎,有较好的机械耐久力。

六,陶瓷基板与铝基板的应用领域列举

陶瓷基板

铝基板

1,大功率电力半导体模块;半导体制冷器、电子加热器;功率控制电路,功率混合电路。

2,智能功率组件;高频开关电源,固态继电器

3,汽车电子,航空航天及军用电子器件

4,太阳能电池板组件;电讯专业交换器,接收系统;激光等工业电子

5,医疗设备、传感器领域

1,音频设备:输入、输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器等。

2,电源设备:开关调节器,DC/AC转换器,SW调整期等。

3,通讯电子设备:高频增福器、滤波器、发报电路

4,汽车:电子调节器、点火器、电源控制器等

5,电脑:CPU 软碟驱动器、电源装置

6,功率模组:整流器、固体继电器、整流电桥等。

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