現如今只有創新才能獲得更多的市場,物以稀為貴。那么對于PCB行業發展而言,工業進步,工藝精進,PCB產業如火如荼的發展中。不管是硬板還是軟板還是軟硬結合板,亦或是有散熱性能最好的陶瓷基板,鋁基板,都在告訴我們,創新無可限量。目前來說,關于陶瓷基板比較成熟的有氧化鋁陶瓷電路板、氮化鋁陶瓷電路板。
1. 陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al203)或氮化鋁(ALN)陶瓷基片表面(單面/雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復合基板具有優良電絕緣性能,高導熱特性,優異的軟釬焊性和高的附著強度,并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形,具有很大的載流能力。因此,陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結構技術和互連技術的基礎材料。
2.鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板,一般單面板由三層結構所組成,分別是電路層、絕緣層和金屬基層。用于高端使用的也有設計為雙面板,結構為電路層、絕緣層、鋁基、絕緣層、電路層。極少數應用為多層板,可以由普通的多層板與絕緣層、鋁基貼合而成。由于LED鋁基板散熱特色,加上鋁基板具有高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等優點,隨著生產技術、設備的改良,產品價格加速合理化,進而擴大LED產業的應用領域,如家電產品的指示燈鋁基板、汽車車燈鋁基板、路燈鋁基板及戶外大型看板等。
陶瓷基板和鋁基板的組成及工作原理如何?
1.因為陶瓷具有絕緣的優點,因此陶瓷基板由電路層和金屬基層組成,省去了絕緣層。其工作原理大致為功率器件表面貼裝在電路層,器件運行時所產生幅的熱量直接由金屬基層將熱量傳遞出去,達到對器件的散熱。
2.鋁基板由電路層、絕緣層和金屬基層組成。功率器件表面貼裝在電路層,器件運行時所產生的熱量通過絕緣層快速傳導到金屬基層,然后由金屬基層將熱量傳遞出去,從而實現對器件的散熱。
陶瓷基板和鋁基板的性能比較
機械性質
陶瓷板:有足夠高的機械強度,除搭載元件外,也能作為支持構件使用,加工性好,尺寸精度高,容易實現多層化。
鋁基板:機械耐久力不錯。
電學性質
陶瓷板:絕緣電阻及絕緣破壞電壓高,介電常數低,介電損耗小,在溫度高,濕度大的條件下性能穩定,確保可靠性。
鋁基板:在溫度高、濕度大的條件下會發生物理、化學變化,性能不夠穩定,可靠性一般。
熱學性質
陶瓷板:熱導率高,熱膨脹系數與相關材料匹配,耐熱性優良。
鋁基板:熱導率很高,但封裝工藝中會加絕緣層,整體熱導率受影響較大,有很大的下降。
其他性質
陶瓷板:化學穩定性好,容易金屬化,電路圖形與其附著力強,無吸濕性,耐油、耐化學藥品,a射線放出量小,所采用的物質無公害、無毒性,在使用溫度范圍內晶體結構不變化。
鋁基板:原材料豐富,高溫下易變形,技術較為成熟,但缺乏統一的標準。
陶瓷基板和鋁基板的優缺點比較
陶瓷板
優點
1.陶瓷基板的熱膨脹系數接近硅芯片,可節省過渡層Mo片,省工、節材、降低成本。
2.減少焊層,降低熱阻,減少空洞,提高成品率。
3.在相同載流量下0.3mm厚的銅箔線寬僅為普通印刷電路板的10%。
4.優良的導熱性,使芯片的封裝非常緊湊,從而使功率密度大大提高,改善系統和裝置的可靠性。
5.絕緣耐壓高,保障人身安全和設備的防護能力。
6.可以實現新的封裝和組裝方法,使產品高度集成,體積縮小。
7.化學穩定性佳抗震、耐熱、耐壓、內部電路、MARK點等比一般電路基板好點。
缺點
1.易碎:這是最主要的一個缺點,目前只能制作小面積的電路板。
2.價貴高:電子產品的要求規則越來越多,陶瓷電路板只是滿足滿足一些比較高端的產品上面,低端的產品根本不會使用到。
鋁基板
優點
1.符合RoHs要求。
2.更適應于SMT工藝。
3.降低產品運行溫度,提高產品功率密度和可靠性,延長產品使用壽命(相比于FR-4) 。
4.縮小產品體積,降低硬體及裝配成本。
5.不易碎,有較好的機械耐久力。
缺點
1.目前主流的只能做單面板,做雙面板工藝難度大:目前國內都是單面板做得比較熟練。
2.做成產品在電氣強度和耐壓方面較易出問題:這個問題主要和材料本身有關系。
3.鋁基在板耐壓指標的上會造成不達標的影響;整燈耐壓和鋁基板耐壓的的數值不達標;電路設計和結構設計對耐壓的影響 ,而市面一些應用在LED燈中的鋁基板實測耐壓居然過不了800V。
4.導熱率測試方法及測試的結果的不匹配,介質層的導熱率與鋁基板成品導熱率存在一定的差異。
陶瓷基板和鋁基板的應用領域
陶瓷板
1.大功率電力半導體模塊、半導體致冷器、電子加熱器、功率控制電路、功率混合電路。
2.智能功率組件;高頻開關電源,固態繼電器。
3.汽車電子、航天航空及軍用電子組件。
4.太陽能電池板組件、電訊專用交換機、接收系統;激光等工業電子。
5.醫療設備、傳感器領域。
鋁基板
1.音頻設備;輸入 輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。
2.電源設備;開關調節器、DC/AC 轉換器、sw調整器等。
3.通訊電子設備;高頻增幅器、濾波電器、發報電路。
4.辦公自動化設備;電動機驅動器等。
5.汽車;電子調節器、點火器、電源控制器等。
6.電腦; CPU板、軟碟驅動器、電源裝置等。
愛彼電路(iPcb?)是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結合板等。