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陶瓷基板和有機(jī)基板的區(qū)別是這些!

378 2020-12-05
陶瓷基板

在很多對(duì)散熱要求比較高的領(lǐng)域,陶瓷基板總是比鋁基板和有機(jī)基板更受歡迎,陶瓷基板的散熱性能是有機(jī)基板不能替代的。

一,陶瓷基板與鋁基板的區(qū)別

1、與傳統(tǒng)鋁基板相比,陶瓷基板的反射率較高,有助于提高光效。

2,更高的熱導(dǎo)率:傳統(tǒng)的鋁基電路板MCPCB的熱導(dǎo)率是1~2W/mk,銅本身的導(dǎo)熱率是383.8W/m.K但是絕緣層的導(dǎo)熱率只有1.0W/m.K.左右,好一點(diǎn)的能達(dá)到1.8W/m.K。氧化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率:15~35 W/m.k,氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率:170~230 W/m.k,銅基板的導(dǎo)熱率為2W/(m*K),;鋁/銅基電路板:本身鋁熱導(dǎo)率高,但是鋁/銅基電路板上有絕緣層,導(dǎo)致整塊板導(dǎo)熱率下降。我們可以用陶瓷基代替絕緣層,以鋁/銅為基板,以陶瓷基為絕緣層。

IGBT陶瓷基板.JPG

3,更匹配的熱膨脹系數(shù):正常開燈時(shí)溫度高達(dá)80℃~90℃,溫度承受不住會(huì)導(dǎo)致焊接不牢。一般的燈是0.1w,0.3w,0.5w,對(duì)于1w,3w,5w,的燈時(shí),PVC承受不住。陶瓷和芯片的熱膨脹系數(shù)接近,不會(huì)在溫差劇變時(shí)產(chǎn)生太大變形導(dǎo)致線路脫焊,內(nèi)應(yīng)力等問題!

4. 陶瓷具有高可靠性,陶瓷的熱脹冷縮系數(shù)較小,即使在高溫環(huán)境下,其表面也較為平整,有助于散熱。

5. 陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)較高,從而可以保證SHARP Zenigata LED具有業(yè)界領(lǐng)先的熱流明維持率(95%)

6.更牢、更低阻的金屬膜層:產(chǎn)品上金屬層與陶瓷基板的結(jié)合強(qiáng)度高,最大可以達(dá)到45MPa(大于1mm厚陶瓷片自身的強(qiáng)度);金屬層的導(dǎo)電性好,例如,得到的銅的體積電阻率小于2.5×10-6ΩNaN,電流通過時(shí)發(fā)熱小。

DBC陶瓷基板.JPG

二,有機(jī)基板和陶瓷基板的比較

有機(jī)基板的特點(diǎn)有哪些?

1,有機(jī)基板一般是由有機(jī)樹脂和玻璃纖維布為主要材料制作而成,導(dǎo)體通常為銅箔。有機(jī)樹脂通常包括:環(huán)氧樹脂(FR4),BT樹脂(雙馬來酰亞胺三嗪樹脂),PPE樹脂(聚苯醚樹脂),PI樹脂(聚酰亞胺樹脂)等。

2,有機(jī)基板常用的銅箔厚度為17μm(半盎司),35μm(一盎司),70μm(兩盎司)等多種。柔性有機(jī)基板銅箔厚度比較薄,5μm、9μm、12μm等規(guī)格的銅箔在柔性板上應(yīng)用較多。銅箔厚度和載流量成正比關(guān)系,如果需要通過比較大的電流,則需要選擇較厚的銅箔和較寬的布線。

3,FR4為例,介質(zhì)材料根據(jù)樹脂和玻璃纖維含量的不同,可分為106,1080、2116、7628等多種型號(hào)。一般型號(hào)數(shù)值越大,樹脂含量越少,玻璃纖維含量增大,硬度增加,介電常數(shù)也越高。例如,106樹脂含量75%,1080樹脂含量63%,2116樹脂含量53%,7628樹脂含量44%。另外,還有一種RCC(Resin Coated Copper),樹脂含量100%。樹脂含量越多,材質(zhì)越軟,激光打孔效率高。

IGBT陶瓷基板.JPG

       二,有機(jī)基板和陶瓷基板的區(qū)別?

有機(jī)基板有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),和陶瓷基板相比,有機(jī)基板不需要燒結(jié),加工難度較底,并且可制作大型基板,同時(shí)具有成本優(yōu)勢(shì),另外有機(jī)基板介電常數(shù)低,有利于高速信號(hào)的傳輸。

但是有機(jī)基板也有自身的劣勢(shì),例如傳熱性能較差,傳熱系數(shù)通常只有0.2-1W/(m·K)之間,而氧化鋁陶瓷基板材料可以達(dá)到18W/(m·K)左右,氮化鋁陶瓷基板更是可達(dá)到200W/(m·K)左右。

此外,有機(jī)基板的CTE也通常相對(duì)芯片比較大,這樣就容易在熱循環(huán)的時(shí)產(chǎn)生和IC的焊接處電氣連接失效。

半導(dǎo)體芯片的主要成分是硅,而硅的膨脹系數(shù)只有2.5ppm/oC,如果半導(dǎo)體芯片與基板的熱膨脹系數(shù)相差過大,在溫度變化時(shí),它們之間產(chǎn)生較大的應(yīng)力。因此,為了保證SiP或者封裝基板微細(xì)電路的精度,適宜用低熱膨脹系數(shù)的基板材料。

LED氮化鋁陶瓷基板.jpg

Tg?;瘻囟?,是板材在高溫受熱下的玻璃化溫度,一般Tg的板材為140度以上,高Tg一般大于170度,中等Tg約大于150度。Tg值越高,板材的耐溫度性能越好 ,印制板的耐熱性、耐潮濕性、耐化學(xué)性、耐穩(wěn)定性等特征都會(huì)提高和改善。尤其在無鉛制程中,高Tg應(yīng)用比較多。目前,高耐熱性基板的Tg通??梢赃_(dá)到200度以上。

由此看來,陶瓷基板相對(duì)于鋁基板和有機(jī)基板來說,陶瓷基板有著更好的導(dǎo)熱率,絕緣性,耐熱性更強(qiáng)。金瑞欣特種電路陶瓷基板加工生產(chǎn)廠家,更多詳情可以咨詢金瑞欣特種電路。

     

   


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