散热型氮化铝(大功率电子模块氮化铝和氧化铝陶瓷基板的比较)

Posted 2023-05-27

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近年来，电力机车、电动汽车、微波通信等行业发展迅速。系统中使用的电子器件具有功率大、体积小、集成度高、频率高等特点。为满足电子器件优良的散热、密封和信号传输的需要，陶瓷基板具有高导热性、热膨胀系数与半导体材料相匹配、结构致密、机械强度高等特点，得到广泛应用。

陶瓷基板主要是指在高温下将铜箔直接粘合在氧化铝或氮化铝陶瓷表面的特殊工艺板。超薄复合基板，具有优异的可焊性和高附着力，可蚀刻PCB板等各种图案，载流能力强。因此，陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

陶瓷材质对比：

1、Al2O3

氧化铝基板是电子行业最常见的基板材料，由于其机械、热学和电学性能与大多数其他氧化物陶瓷相比，强度和化学稳定性高且原材料来源丰富，适用于多种技术生产和不同的形状。

2、BeO

BeO的热导率比金属铝高，用于需要高热导率的场合，但温度超过300℃后迅速下降，最重要的是其毒性限制了自身的发展。

3、氮化铝

氮化铝有两个非常重要的特性值得注意：一是高导热性，二是与Si相匹配的膨胀系数。缺点是即使表面很薄的氧化层也会对热导率产生影响，只有严格控制材料和工艺，才能生产出一致性更好的氮化铝基板。

氧化铝和氮化铝的特性比较：

氧化铝：材料易得、成本低、工艺简单、导热性差；

氮化铝：材料难取，成本高，工艺难度大，导热性好；

dpc是陶瓷基板的直接电镀。可以看出，其制备工艺是先对陶瓷片进行激光钻孔，然后通过磁控溅射镀膜对陶瓷表面进行金属化处理，再通过半导体光刻技术进行显影蚀刻，其中包括图形电镀技术制备电路层：

1、电路层是在陶瓷基板上加工而成，因此具有陶瓷材料本身具有的高导热、耐热、绝缘、耐腐蚀、耐辐射等基板特性。同时采用半导体微加工技术，其图形精度一下子降低到30~50μm左右。

2、陶瓷基板采用激光打孔电镀填孔技术，可实现垂直互连，满足三维一体化的需求。

3、电路层是通过电镀生长的，通过这个过程我们可以控制电镀层的厚度，以满足不同的大电流要求，包括散热要求。

4、整个制备工艺的前端是半导体工艺，其次是pcb电路板工艺，所以它的制备工艺流程，包括成本，也有优势。

【文章来源：展至科技】