
伴隨著功率器件(LED、LD、IGBT、CPV等)不斷發(fā)展,散熱成為影響器件性能與可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。陶瓷基板以其優(yōu)良的熱導(dǎo)率、介電性能和機(jī)械強(qiáng)度等性能受到了青睞。根據(jù)不同工藝,平面陶瓷基板主要分為薄膜陶瓷基板(Thin?Film?Ceramic?Substrate,TFC)、厚膜印刷陶瓷基板(Thick?Printing?Ceramic?Substrate,TPC)、陶瓷覆銅基板(DBC/AMB/DPC)等。今天我們一起來了解一下薄膜陶瓷基板和厚膜陶瓷基板,看看兩者有什么不同。
1、薄膜陶瓷基板
薄膜陶瓷基板利用磁控濺射、真空蒸鍍和電化學(xué)沉積等薄膜工藝在陶瓷基片表面形成金屬層,然后通過掩膜和蝕刻等工藝形成特定的金屬圖形。
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工作溫度低,整個(gè)過程中的操作溫度都低于300℃,不會(huì)因?yàn)楦邷卦斐刹牧虾凸δ艿钠茐模?/p>
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金屬陶瓷間結(jié)合強(qiáng)度高(>2kg/mm2);
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導(dǎo)熱性能優(yōu)良,導(dǎo)熱率為24~170W/m·K。
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由于濺射鍍膜沉積速度低,TFC基板表面金屬層厚度較小(一般小于1μm);
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布線精度高,采用掩膜、蝕刻等精密操作,可制備高圖形精度(線寬/線距小于10μm)陶瓷基板;
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薄膜陶瓷基板常用陶瓷基片:氧化鋁、氮化鋁和氧化鈹?shù)龋恢饕獞?yīng)用:高功率、尺寸小、散熱要求高、布線精度要求高的器件封裝。例如用于激光器、激光雷達(dá)、LED等高功率芯片封裝。
2、厚膜陶瓷基板
厚膜陶瓷基板是采用絲網(wǎng)印刷工藝印刷金屬布線層,再脫脂燒結(jié)(一般為850~900℃)形成電路。其工藝流程如下圖所示。根據(jù)金屬漿料粘度和絲網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸不同,制備的金屬線路層厚度一般為10μm~20μm(提高金屬層厚度可通過多次絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn))。

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制備工藝簡單,對(duì)加工設(shè)備和環(huán)境要求低,生產(chǎn)效率高、制造成本低;
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表面線路金屬層與陶瓷的結(jié)合力很好,不易脫落;
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制備的金屬線路層厚度一般為10μm~20μm(提高金屬層厚度可通過多次絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn));
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受漿料流變和絲網(wǎng)印刷精度影響,導(dǎo)致印刷電路圖形的精度受到限制,無法獲得高精度線路(最小線寬/線距一般大于100μm)。
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此外,為了降低燒結(jié)溫度,提高金屬層和陶瓷基片結(jié)合強(qiáng)度,通常在金屬漿料中添加少量玻璃相,這會(huì)不可避免地降低金屬布線層的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。

因此厚膜印刷陶瓷基板僅應(yīng)用于對(duì)線路精度要求不高的電子器件封裝,如汽車電子。
3、薄膜陶瓷基板和厚膜陶瓷基板的區(qū)別
厚膜陶瓷基板與薄膜陶瓷基板的區(qū)別主要有兩點(diǎn):
厚膜陶瓷基板膜厚一般大于10μm,薄膜的膜厚小于10μm,大多處于小于1μm;
厚膜陶瓷基板一般采用絲網(wǎng)印刷工藝,薄膜陶瓷基板采用的是真空蒸發(fā)、磁控濺射等工藝方法。
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文章資料:
1.陶瓷基板研究現(xiàn)狀及新進(jìn)展,陸琪等;
2.電子封裝陶瓷基板,程浩,陳明祥等;
3.大功率白光LED封裝結(jié)構(gòu)和封裝基板,方軍,傅仁利等;
為加強(qiáng)陶瓷基板及其封裝行業(yè)上下游交流聯(lián)動(dòng),艾邦建有陶瓷基板產(chǎn)業(yè)群,歡迎產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加入。
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