陶瓷基板材料以其優(yōu)良的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領(lǐng)域。在現(xiàn)如今工業(yè)發(fā)展革命前夕，將會(huì)給全球工業(yè)革命帶來(lái)不一樣的變化。如果身為電子電器行業(yè)的人才，還不知道陶瓷基板的話，可就丟人咯！那么今天，深圳嘉翔陶瓷板小編就來(lái)給大家普及一下陶瓷基板的種類(lèi)以及特征比較。

    一、按材料來(lái)分

    1、Al2O3

    到目前為止，氧化鋁基板是電子工業(yè)中最常用的基板材料，因?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上相對(duì)于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性高，且原料來(lái)源豐富，適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。目前深圳嘉翔氧化鋁陶瓷基板已經(jīng)可以進(jìn)行三維定制。

    2、BeO

    具有比金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場(chǎng)合，但溫度超過(guò)300℃后迅速降低，最重要的是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。

    3、AlN

    AlN有兩個(gè)非常重要的性能值得注意：一個(gè)是高的熱導(dǎo)率，一個(gè)是與Si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點(diǎn)是即使在表面有非常薄的氧化層也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響，只有對(duì)材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。目前AlN生產(chǎn)技術(shù)國(guó)內(nèi)像深圳嘉翔這樣能大規(guī)模生產(chǎn)的少之又少，相對(duì)于Al2O3，AlN價(jià)格相對(duì)偏高許多，這個(gè)也是制約其發(fā)展的小瓶頸。不過(guò)隨著經(jīng)濟(jì)的提升，技術(shù)的升級(jí)，這種瓶頸終會(huì)消失。

    綜合以上原因，可以知道，氧化鋁陶瓷由于比較優(yōu)越的綜合性能，在目前微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領(lǐng)域還是處于主導(dǎo)地位而被大量運(yùn)用。


    二、按制造工藝來(lái)分

    現(xiàn)階段較普遍的陶瓷散熱基板種類(lèi)共有HTCC、LTCC、DBC、DPC四種，HTCC\LTCC都屬于燒結(jié)工藝，成本都會(huì)較高。

    而DBC與DPC則為國(guó)內(nèi)近幾年才開(kāi)發(fā)成熟，且能量產(chǎn)化的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，DBC是利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結(jié)合，其技術(shù)瓶頸在于不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產(chǎn)生之問(wèn)題，這使得該產(chǎn)品的量產(chǎn)能量與良率受到較大的挑戰(zhàn)，而DPC技術(shù)則是利用直接鍍銅技術(shù)，將Cu沉積于Al2O3基板之上，其工藝結(jié)合材料與薄膜工藝技術(shù)，其產(chǎn)品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。然而其材料控制與工藝技術(shù)整合能力要求較高，這使得跨入DPC產(chǎn)業(yè)并能穩(wěn)定生產(chǎn)的技術(shù)門(mén)檻相對(duì)較高。陶瓷PCB將嚴(yán)格控制這類(lèi)稱(chēng)作激光快速活化金屬化技術(shù)。

    1、HTCC(High-TemperatureCo-firedCeramic)

    HTCC又稱(chēng)為高溫共燒多層陶瓷，生產(chǎn)制造過(guò)程與LTCC極為相似，主要的差異點(diǎn)在于HTCC的陶瓷粉末并無(wú)加入玻璃材質(zhì)，因此，HTCC的必須再高溫1300~1600℃環(huán)境下干燥硬化成生胚，接著同樣鉆上導(dǎo)通孔，以網(wǎng)版印刷技術(shù)填孔與印制線路，因其共燒溫度較高，使得金屬導(dǎo)體材料的選擇受限，其主要的材料為熔點(diǎn)較高但導(dǎo)電性卻較差的鎢、鉬、錳…等金屬，最后再疊層燒結(jié)成型。

    2、LTCC(Low-TemperatureCo-firedCeramic)

    LTCC又稱(chēng)為低溫共燒多層陶瓷基板，此技術(shù)須先將無(wú)機(jī)的氧化鋁粉與約30%~50%的玻璃材料加上有機(jī)黏結(jié)劑，使其混合均勻成為泥狀的漿料，接著利用刮刀把漿料刮成片狀，再經(jīng)由一道干燥過(guò)程將片狀漿料形成一片片薄薄的生胚，然后依各層的設(shè)計(jì)鉆導(dǎo)通孔，作為各層訊號(hào)的傳遞，LTCC內(nèi)部線路則運(yùn)用網(wǎng)版印刷技術(shù)，分別于生胚上做填孔及印制線路，內(nèi)外電極則可分別使用銀、銅、金等金屬，最后將各層做疊層動(dòng)作，放置于850~900℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。

    3、DBC(DirectBondedCopper)

    直接敷銅技術(shù)是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接過(guò)程前或過(guò)程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧元素，在1065℃~1083℃范圍內(nèi)，銅與氧形成Cu-O共晶液，DBC技術(shù)利用該共晶液一方面與陶瓷基板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CuAlO2或CuAl2O4相，另一方面浸潤(rùn)銅箔實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與銅板的結(jié)合。

    4、DPC(DirectPlateCopper)

    DPC亦稱(chēng)為直接鍍銅基板，DPC基板工藝為例：首先將陶瓷基板做前處理清潔，利用薄膜專(zhuān)業(yè)制造技術(shù)－真空鍍膜方式于陶瓷基板上濺鍍結(jié)合于銅金屬?gòu)?fù)合層，接著以黃光微影之光阻被復(fù)曝光、顯影、蝕刻、去膜工藝完成線路制作，最后再以電鍍/化學(xué)鍍沉積方式增加線路的厚度，待光阻移除后即完成金屬化線路制作。

    b、更匹配的熱膨脹系數(shù)：正常開(kāi)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(wèn)題！

    c、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2.5×10－6Ω.cm，電流通過(guò)時(shí)發(fā)熱小；

    d、基板的可焊性好，使用溫度高：耐焊接，可多次重復(fù)焊接；

    e、絕緣性好：耐擊穿電壓高達(dá)20KV/mm；

    f、導(dǎo)電層厚度在1μm～1mm內(nèi)任意定制：可根據(jù)電路模塊設(shè)計(jì)任意電流，銅層越厚，可以通過(guò)的電流越大。而傳統(tǒng)的DBC技術(shù)只能制造100μm～600μm厚的導(dǎo)電層；傳統(tǒng)的DBC技術(shù)做﹤100μm時(shí)生產(chǎn)溫度太高會(huì)融化，做﹥600μm時(shí)銅層太厚，銅會(huì)流下去導(dǎo)致產(chǎn)品邊緣模糊。DPC技術(shù)國(guó)內(nèi)能做到300um就很不錯(cuò)了，這個(gè)和技術(shù)有關(guān)，這個(gè)是在薄金屬層上后期電鍍銅增厚，但是在電鍍?nèi)芤褐须x子濃度會(huì)變化，會(huì)導(dǎo)致在電鍍過(guò)程中板子電極處很厚，而其他地方電鍍不上去。深圳嘉翔的銅箔是覆上去的，所以厚度1μm～1mm內(nèi)任意定制，精度很準(zhǔn)。

    g、高頻損耗?。嚎蛇M(jìn)行高頻電路的設(shè)計(jì)和組裝；介電常數(shù)小，

    h、可進(jìn)行高密度組裝：線/間距（L/S）分辨率可以達(dá)到20μm,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的短、小、輕、薄化；

    i、不含有機(jī)成分：耐宇宙射線，在航空航天方面可靠性高，使用壽命長(zhǎng)；

    j、銅層不含氧化層：可以在還原性氣氛中長(zhǎng)期使用。

    k、三維基板、三維布線

    以上就是陶瓷基板相關(guān)知識(shí)，想要了解更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注深圳嘉翔陶瓷板官網(wǎng)或致電深圳嘉翔陶瓷板！