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陶瓷基板与铝基板封装比较

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更新时间:2022-11-28

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基板在电子封装过程中主要起机械支撑保护与电互连作用。随着电子封装技术朝着小型化、多功能及高可靠性发展,以及电子系统朝着大功率方向发展,散热成为首要解决的问题。散热不佳会在性能、结构等方面导致器件的损坏,影响其使用寿命。因此,基板的选择是至关重要的一环,下面斯利通小编来为大家介绍一下运用比较广泛的陶瓷基板与铝基板。

铝基板由电路层、绝缘层和金属基层组成,其工作原理大致为功率器件表面贴装在电路层,器件运行时所产生的热量通过绝缘层传递到金属基层,然后由金属基层将热量传递出去,实现对器件的散热。然而大部分铝基板的绝缘层具有很小甚至没有热传导性,热量不能从LED 传导到金属基层,无法实现整个散热通道畅通。容易导致LED 的热累积,从而使LED 失效。

铝基板封装惯用的方法是,使用单层或双层铝基板作为热沉,把单个或多个芯片用固晶胶直接固定在铝基板上,代表LED芯片的两个电极P和N则键合在铝基板表层的薄铜板上。根据所需功率的大小确定底座上排列LED芯片的数目,可组合封装成不同高亮度的大功率LED。使用高折射率的材料按光学设计的形状对集成的LED进行封装。

因为陶瓷具有绝缘的优点,因此陶瓷线路板由电路层和金属基层组成,省去了绝缘层。其工作原理大致为功率器件表面贴装在电路层,器件运行时所产生幅的热量直接由金属基层将热量传递出去,达到对器件的散热。虽然铝基板的热导率较高,但是绝缘层的导热率只有1.0W/m.K.左右,影响了铝基板的整体热导率,因此,在基材的选择上,陶瓷基板具有得天独厚的优势,是目前COB封装的大趋势。此外,氧化铝陶瓷的热导率在15~35 W/m.k,氮化铝陶瓷的热导率在170~230 W/m.k,具有良好的散热效果。
      从铝基板与陶瓷线路板不同封装的图示来看,因铝金属的导电性,需要在金属层上加绝缘层,而绝缘层热导率过低,容易降低整体的热导率,从而引发过早老化,破损等问题。而陶瓷基板具有良好的绝缘性和热导率,不需要绝缘层,整体热导率更高。因此,陶瓷基板更适用于行业的发展。

电子封装要求基板材料满足热导率高,介电常数低,与芯片相匹配的热膨胀系数,加工性能好,力学强度高等要求。陶瓷基板由于其良好的导热性、耐热性、绝缘性、与芯片相匹配的热膨胀系数等特点,在电子封装如LED、CPV、绝缘栅双极晶体管、激光二极管封装中的应用越来越广泛。

随着LED照明和传感器市场的不断深入及规模的不断扩大,陶瓷基板的需求也迎来了*的发展。尤其是采用激光打孔技术制备的陶瓷基板具有图形精度高、可垂直封装、可实现通孔盲孔的金属化、可大规模生产单面、双面陶瓷基板等优点,大大提高了大功率电子器件封装集成度。



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