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1zplay电竞比分网:电子封装陶瓷基板是怎样的呢

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2021-3-8     浏览次数:    
  随着功率设备尤其是第三代半导体的崛起和应用,半导体设备逐渐向大功率、小型化、集成化、多功能等方向发展,对包装基板的性能也提出了更高的要求。陶瓷电路板(又称陶瓷电路板)具有导热高、耐热性好、热膨胀系数低、机械强度高、绝缘性好、耐腐蚀、耐辐射等特点,在电子器件封装中得到广泛应用。本文分析了常用陶瓷基材(包括Al2O3、AlN、Si3N4、BeO、SiC、BN等)的物理特性,着重于各种陶瓷基板(包括薄膜陶瓷基板TFC、厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC、直接电镀陶瓷基板DPC、活性金属焊接陶瓷基板AMB、激光活化金属陶瓷基板LAM、各种三维陶瓷基板等)的制备原理、工艺流程、技术特点和具体应用等。

  一代半导体以硅、锗材料为代表,主要应用于数据运算领域,奠定了微电子产业的基础。第二代半导体以砷化镓(GaAs)、磷化镓(InP)为代表,主要应用于通信领域,用于制作高性能微波、毫米波及发光设备,奠定了信息产业的基础。随着技术的发展和应用需求的扩大,两者的局限性逐渐出现,难以满足高频、高温、高功率、高能效、耐恶劣环境、轻型小型化等使用需求。以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料具有带宽大、临界破坏电压高、导热率高、载流子饱和漂移速度大等特点,其制作的电子部件可以在300°C以上的温度下稳定工作(也称为功率半导体或高温半导体),是固态光源(LED)、激光(LD)、电力电子(IGBT)、聚焦光伏(CPV)、微波射频(RF)等设备的核心,半导体照明、汽车电子、新一代移动通信(5G)、新能源和新能源、电子(IG)、电子(IGBT)、聚焦光电子(C)、微波电子(CPV)、微波电子(RF)、微波(RF)等)


陶瓷基板


  随着电力设备(包括LED、LD、IGBT、CPV等)的发展,散热成为影响设备性能和可靠性的重要技术。对于电子设备,通常每升温10℃,设备的有效寿命降低30%~50%。因此,选择合适的包装材料和技术,提高零件散热能力成为发展功率零件的技术瓶颈。以大功率LED封装为例,由于输入功率的70%~80%转换为热量(仅20%~30%转换为光能),LED芯片面积。璞腹β拭芏却(超过100W/cm2),散热成为大功率LED封装必须解决的重要问题。如果不能及时导出和消散芯片,大量的热量会聚集在发光二极管内部,芯片的结温会逐渐上升,一方面降低发光二极管性能(如发光效率、波长红移等),另一方面在发光二极管设备内部产生热应力,导致一系列可靠性问题(如使用寿命、色温变化等)。

  封装基板主要利用材料本身所具有的高导热率,将热量从芯片(热源)导出,实现与外界环境的换热。对于功率半导体设备,包装基板必须满足以下要求

  (1)高导热率。目前,功率半导体设备采用热电分离封装方式,设备产生的大部分热量通过封装基板传播,导热良好的基板可以防止芯片受热损坏。

  (2)与芯片材料热膨胀系数相匹配。电力设备芯片本身可以承受高温,电流、环境状况的变化会改变温度。由于芯片直接贴在封装基板上,两者热膨胀系数的匹配会降低芯片的热应力,提高设备的可靠性。

  (3)耐热性好,满足功率设备高温使用需求,热稳定性好。

  (4)绝缘性好,满足设备电连接和绝缘需求。

  (5)机械强度高,满足设备加工、封装和应用过程的强度要求。

  (6)价格合适,适用于大规模生产和应用。

  目前常用的电子封装基板主要分为高分子基板、金属基板(金属核基板、MCPCB)和陶瓷基板几类。在电力设备的包装中,包装基板除了具有基本的布线(电连接)功能外,还要求具有较高的热传导、耐热、绝缘、强度和热匹配性能。因此,高分子基板(例如PCB)和金属基板(例如MCPCB)的使用受到很大限制,陶瓷材料本身具有导热率高、耐热性好、绝缘性高、强度高、与芯片材料热匹配等性能,适合作为电力设备的包装基板,现在在半导体照明、激光和光通信、航空宇宙、汽车电子、深海钻头等领域

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