随着微电子领域技术的飞速发展,电子器件中元器件的复杂性和密度不断增加。因此,对电路基板的散热和绝缘的要求越来越高,特别是对大电流或高电压供电的功率集成电路元件。此外,随着5G时代的到来,对设备的小型化提出了新的要求,尤其是毫米波天线和滤波器。与传统树脂基印刷电路板相比,表面金属化氧化铝陶瓷具有良好的导热性,高电阻,更好的机械强度,在大功率电器中的热应力和应变较小。同时,可以通过调整陶瓷粉的比例来改变介电常数。因此,它们用于电子和射频电路行业,例如大功率LED、集成电路和滤波器等。陶瓷金属化基板其主要用于电子封装应用,比如高密度DC/DC转换器、功率放大器、RF电路和大电流开关。这些陶瓷金属化基材利用了某些金属的导电性以及陶瓷的良好导热性、机械强度性能和低导电性。用在铜金属化的氮化铝特别适合高级应用,因为它具有相对较高的抗氧化性以及铜的优异导电性和氮化铝的高导热性。 陶瓷金属化可以使陶瓷表面具有更好的抗静电性能。深圳碳化钛陶瓷金属化焊接
陶瓷材料具有良好的电磁性能,如高绝缘性、高介电常数等。通过陶瓷金属化技术,可以将金属材料与陶瓷材料相结合,使得新材料的电磁性能更加优良。例如,铁氧体和金属的复合材料可以用于制造高频电子器件、电磁波吸收器等电磁器件。陶瓷材料具有轻质、强度的特点,可以有效地减轻制品的重量。通过陶瓷金属化技术,可以将金属材料与陶瓷材料相结合,利用陶瓷材料的优点实现轻量化效果。例如,利用碳纤维增强的陶瓷基复合材料可以用于制造轻量化汽车、飞机等运输工具,显著提高其燃油经济性和机动性能。浙江氧化锆陶瓷金属化陶瓷金属化可以使陶瓷表面具有更好的抗冷膨胀性能。
随着近年来科技不断发展,很多芯片输入功率越来越高,那么对于高功率产品来讲,其封装陶瓷基板要求具有高电绝缘性、高导热性、与芯片匹配的热膨胀系数等特性。在之前封装里金属pcb板上,仍是需要导入一个绝缘层来实现热电分离。由于绝缘层的热导率极差,此时热量虽然没有集中在芯片上,但是却集中在芯片下的绝缘层附近,然而一旦做更高功率,那么芯片散热的问题慢慢会浮现。所以这就是需要与研发市场发展方向里是不匹配的。LED封装陶瓷金属化基板作为LED重要构件,由于随着LED芯片技术的发展而发生变化,所以目前LED散热基板主要使用金属和陶瓷基板。一般金属基板以铝或铜为材料,由于技术的成熟,且具又成本优势,也是目前为一般LED产品所采用。现目前常见的基板种类有硬式印刷电路板、高热导系数铝基板、陶瓷基板、金属复合材料等。一般在低功率LED封装是采用了普通电子业界用的pcb版就可以满足需求,但如果超过,其主要是基板的散热性对LED寿命与性能有直接影响,所以LED封装陶瓷金属化基板成为非常重要的元件。
IGBT模块中常用的绝缘陶瓷金属化基板有Al2O3陶瓷基板和AlN陶瓷基板。近年来,一种新型的绝缘陶瓷金属化基板——Si3N4陶瓷基板也逐渐被应用于IGBT模块中。Si3N4陶瓷基板具有优异的导热性能、强度、高硬度、高耐磨性、高温稳定性和优异的绝缘性能等特点,能够满足高功率、高频率、高温度等复杂工况下的应用需求。同时,Si3N4陶瓷基板还具有低介电常数、低介电损耗、低热膨胀系数等优点,能够提高IGBT模块的性能和可靠性。目前,Si3N4陶瓷基板已经被广泛应用于IGBT模块中,成为了一种新型的绝缘陶瓷金属化基板。陶瓷金属化可以使陶瓷表面具有更好的耐磨性能。
陶瓷金属化法之直接覆铜法利用高温熔融扩散工艺将陶瓷基板与高纯无氧铜覆接到一起,制成的基板叫DBC。常用的陶瓷材料有:氧化铝、氮化铝。所形成的金属层导热性好、机械性能优良、绝缘性及热循环能力高、附着强度高、便于刻蚀,大电流载流能力。活性金属钎焊法通过在钎焊合金中加入活性元素如:Ti、Sc、Zr、Cr等,在热和压力的作用下将金属与陶瓷连接起来。其中活性元素的作用是使陶瓷与金属形成反应产物,并提高润湿性、粘合性和附着性。制成的基板叫AMB板,常用的陶瓷材料有:氮化铝、氮化硅。陶瓷金属化可以提高陶瓷的导电性、耐腐蚀性和耐磨性。潮州铜陶瓷金属化焊接
陶瓷金属化可以使陶瓷表面具有更好的抗磨损性能。深圳碳化钛陶瓷金属化焊接
陶瓷材料具有良好的加工性能,可以经过车、铣、钻、磨等多种加工方法制成各种形状和尺寸的制品。通过陶瓷金属化技术,可以将金属材料与陶瓷材料相结合,使得新材料的加工性能更加优良。例如,利用金属化陶瓷刀具可以明显提高切削加工的效率和质量。总之,陶瓷金属化技术的优势主要表现在高温性能优异、耐腐蚀性能强、电磁性能优良、轻量化效果明显和加工性能好等方面。这些优点使得陶瓷金属化技术在新材料领域中具有很好的应用前景。随着科学技术的不断进步和新材料研究的深入发展,相信陶瓷金属化技术将会在更多领域得到应用和发展。深圳碳化钛陶瓷金属化焊接