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陶瓷基片种类及其特性普及

发表时间: 2022-08-17 13:49:20

作者: 宜兴市光峰陶瓷有限公司

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陶瓷基片材料以其优良的导热性和稳定性,广泛应用于电力电子学、电子封装、混合微电子和多芯片模块等领域。当前,工业发展革命前夕,必将给世界工业革命带来不同的变化,下面一起了解下陶瓷基片种类及其特性普及。

陶瓷基片材料以其优良的导热性和稳定性,广泛应用于电力电子学、电子封装、混合微电子和多芯片模块等领域。当前,工业发展革命前夕,必将给世界工业革命带来不同的变化,下面一起了解下陶瓷基片种类及其特性普及。

  一、按材料分类

  1、Al2O3

  迄今为止,氧化陶瓷基片是电子工业中常用的基板材料,原料来源丰富,在机械、热、电性能方面比许多其他氧化物陶瓷强度和化学稳定性高,适合各种技术制造和不同形状。

  2、BeO

  具有比金属铝更高的导热系数,应用于需要高导热的场合,但温度超过300时迅速下降,重要的是毒性限制了自身的发展。

  3、AlN

  AlN有两个非常重要的性能。 一个是高导热系数,另一个是符合Si的膨胀系数。缺点是,即使表面有非常薄的氧化层,也会影响热传导率,必须严格控制材料和工艺才能制造均匀性良好的AlN基板。

  综合以上原因可知,氧化铝陶瓷基片由于具有较好的综合性能,并得到广泛应用,至今仍在微电子、电力电子学、混合微电子、功率模块等领域处于地位。

  二、陶瓷基片按制造技术划分

  目前,常见的陶瓷基片种类有HTCC、LTCC、DBC等,其中lam是与我国科技大学国家光电实验室合作的专利技术,HTCCLTCC均为烧结技术,成本较高,另一方面,DBC和DPC是国内近年来开发成熟、可批量生产的专业技术,该产品的批量生产能耗和成品率受到很大的挑战,DPC技术是利用直接镀铜技术将Cu沉积在Al2O3衬底上的工艺耦合材料,DBC是利用高温加热将Al2O3和Cu板结合起来的,技术瓶颈难以解决Al2O3和Cu板之间产生微孔的问题,但由于其材料控制和工艺技术匹配能力要求较高,进入DPC产业稳定生产的技术门槛相对较高,LAM技术也被称为激光快速激活金属化技术。

  1、HTCC

  HTCC又称高温共烧多层陶瓷,制备过程与LTCC极为相似,主要区别是HTCC的陶瓷粉末中未添加玻璃材质,因此,用丝网印刷技术填埋孔和印刷布线,由于其共烧温度高,HTCC还需要在高温1300~1600的环境下干燥固化生成生胚,接着开设通孔,金属导体材料的选择受到限制。

  2、LTCC

  LTCC又称低温共烧多层陶瓷基板,是在无机氧化铝粉和约30%~50%的玻璃材料中加入有机粘合剂均匀成泥状浆料,然后用刮刀将浆料刮成片状,经过干燥过程将片状浆料制成薄胚,使各层LTCC内部电路采用丝网印刷技术,在生胚上分别进行填孔和印刷布线,内外电极分别使用银、铜、金等金属,各层层压动作,放入850-900烧结炉烧结成型即可完成。

  3、DBC

  直接复铜技术是利用含铜氧共晶液将铜直接粘贴在陶瓷上,其基本原理是在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素,DBC技术利用该共晶液与陶瓷衬底发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4相,在1065~1083范围内铜与氧形成Cu-O共晶液。


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