陶瓷基板的种类特性与工艺.pptx

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1、陶瓷基板的特性与工艺2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司目录2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司一、各种陶瓷材料的定义二、陶瓷基板的种类三、陶瓷基板的特性四、陶瓷基板的应用五、结论一、陶瓷基板的定义2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司1.定义：陶瓷基板是以电子陶瓷为基的，对膜电路元外贴切元件形成一个支撑底座的片状材料。2.分类：低温共烧多层陶瓷(LTCC)陶瓷基板LED芯片系统电路板铝基板MCPCB印制电路板PCB高温共烧多层陶(HTCC)直接接合铜基板(DBC)直接镀铜基板(DPC)软式印刷电路板FPC地位：目前为止依然占据整个电子市场的统治地位.优点：塑胶

2、尤其是环氧树脂由于比较好的经济性缺点：不耐高温线膨胀系数不匹配气密性差稳定性差机械性能差即使在环氧树脂中添加大量的有机溴化物也无济于事。一、散热材料的比较—塑胶和陶瓷材料地位：相对于塑胶材料，陶瓷材料也在电子工业扮演者重要的角色。优点：电阻高高频特性突出热导率高化学稳定性佳热稳定性熔点高缺点：应用：在电子线路的设计和制造非常需要这些的性能，因此陶瓷被广泛用于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材料，还可以用作绝缘体，在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。塑胶材料2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司陶瓷材料地位：到目前为止，氧化铝基板是电子工业中最常用的基板材

3、料。优点：机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷，强度及化学稳定性高，且原料来源丰富，适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。缺点：1.低的导热率。现市面上用的氧化铝导热系数在1-3W/m.K2.热膨胀系数相对Si单晶偏高，导致Al2O3陶瓷基片并不太适合在高频、大功率、超大规模集成电路中使用。一、陶瓷材料的比较—氧化铝和氮化铝地位：应用范围小，目前主要在航天航空等特殊性要求高导热散热产品内使用。优点：高导热率（理论值320W/m.K）与Si相匹配的膨胀系数缺点：1.即使在表面有非常薄的氧化层也会对热导率产生影响，只有对材料和工艺进行严格控制才能制造出一致性较好的AlN基

4、板。2.大规模的AlN生产技术国内还是不成熟，造价成本非常高。氧化铝2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司氮化铝二、陶瓷基板的种类2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司LTCC（Low-TemperatureCo-firedCeramic）低温共烧多层陶瓷基板HTCC（High-TemperatureCo-firedCeramic）高温共烧多层陶瓷DBC（DirectBondedCopper）直接敷铜陶瓷基板DPC（DirectPlateCopper）直接镀铜基板二、陶瓷基板的种类——LTCC2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司LTCC又称为低温共烧多层陶瓷基板，

5、此技术须先将无机的氧化铝粉与约30%~50%的玻璃材料加上有机黏结剂，使其混合均匀成为泥状的浆料，接着利用刮刀把浆料刮成片状，再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生胚，然后依各层的设计钻导通孔，作为各层讯号的传递，LTCC内部线路则运用网版印刷技术，分别于生胚上做填孔及印制线路，内外电极则可分别使用银、铜、金等金属，最后将各层做叠层动作，放置于850~900℃的烧结炉中烧结成型，即可完成。二、陶瓷基板的种类——HTCC2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司HTCC又称为高温共烧多层陶瓷，生产制造过程与LTCC极为相似，主要的差异点在于HTCC的陶瓷粉末并无加入玻璃材

6、质，因此，HTCC的必须再高温1300~1600℃环境下干燥硬化成生胚，接着同样钻上导通孔，以网版印刷技术填孔与印制线路，因其共烧温度较高，使得金属导体材料的选择受限，其主要的材料为熔点较高但导电性却较差的钨、钼、锰…等金属，最后再叠层烧结成型。二、陶瓷基板的种类——DBC2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司直接敷铜技术是利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素，在1065℃~1083℃范围内，铜与氧形成Cu-O共晶液，DBC技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4相，另一方

7、面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合。二、陶瓷基板的种类——DBC2021/8/18深圳盛宴实业投资有限公司直接敷铜陶瓷基板由于同时具备铜的优良导电、导热性能和陶瓷的机械强度高、低介电损耗的优点，所以得到广泛的应用。在过去的几十年里，敷铜基板在功率电子封装方面做出了很大的贡献，这主要归因于直接敷铜基板具有如下性能特点：热性能好；电容性能；高的绝缘性能；Si相匹配的热膨胀系数；电性能优越，载流能力强。直接敷铜陶瓷基板最初的研究就是为了解决大电流和散热而开发出来的，后来又应用到AlN陶瓷的金属化。