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氮化铝陶瓷基板市场有更好的选择是大势所趋

时间:发布时间:2022-08-13 01:48:19 来源:BOB体育安卓版APP 作者:bob官方网站首页登录 点击:20次

  氮化铝俗称共价键化合物,是类金刚石氮化物、六方晶系、钎锌矿晶体结构、无毒白色或类白色原子晶体。氮化铝的分子式是AIN,氮化铝经过金属处理,可在大量电子仪器中替代氧化铝和氧化钽,氮化铝可以通过还原氧化铝和碳或直接氮化铝来制备。

  氮化铝在惰性气氛中的高温下是稳定的,在2800℃是熔化,它具有高导热性和良好的电绝缘性能,以及低介电常数和介电损耗。这种特性组合使其成为光学、照明、电子和可再生能源领域许多应用的关键先进材料。

  氮化铝粉体纯度高、粒径小、活性高,是制造高导热氮化铝陶瓷基板的主要原料。氮化铝陶瓷基板具有高导热、低膨胀系数、高强度、耐高温、耐化学腐蚀、高电阻率和低介电损耗,是理想的大规模集成电路散热基板材料。氮化铝硬度高、超越传统氧化铝,是一种新型耐磨陶瓷材料。

  氮化铝陶瓷基板优势是非常高的热导率(170 W/mK)、高电绝缘力(1.1012Ωcm)、双环法强度320 MPa(双轴强度)、低热膨胀4至6x10-6K-1(在20和1000℃之间)、良好的金属化能力。

  在我国陶瓷基板发展历史悠久,在基板种类不断增加,传统基材包括纤维基材、FR-4、铝基材和铜基材。随着工业需求的提升和完善,受限于散热和热膨胀系数的匹配,当传统基板性能难以满足新的需求时,人们不得不开始寻找替代品。在寻找各种需求的过程中,自然会比较各种基材最佳选择。

  作为最佳选择,采用LAM技术(激光高速活化金属化)的氮化铝陶瓷基板可以使金属层与陶瓷结合更紧密,金属层与陶瓷的结合强度高。最大值可达45Pa(陶瓷片的强度大于1mm厚)。氮化铝基板具有金属膜层,具有较高的电阻和较低的电阻,导电层的厚度可在1μm~1mm范围内任意定制。

  传统陶瓷基板相比,铝基板的导热系数为1-2W/mk。虽然铜本身的热导率达到383.8W/mk,但绝缘层的热导率只有1.0W/mk左右比较好。1.8W/mk氮化铝陶瓷基板导热系数高,数据为170~230W/mk,例如热膨胀系数(CTE)。

  在LED照明领域,主流基板CTE的平均导热系数为14~17ppm/C,硅片的CTE为6ppm/C。在温差过大、温度变化较快的情况下,PCB会比芯片封装膨胀更多,导致拆焊问题。在这样的困扰下氮化铝陶瓷基板的CTE为4-5ppm/C,更亮更接近芯片的膨胀率,可以有效避免类似情况。

  另外,氮化铝陶瓷基板不含有机成分,铜层不含氧化层。使用寿命长可在还原气氛中长期使用,适用于航空航天设备。氮化铝陶瓷基板在市场上应用广泛,由于它们的低频损耗和低介电常数,可以设计和组装高频电路。并且可以进行高密度组装,线/间距(L/S)分辨率可达20μm,在当前轻薄化的趋势下,非常有利于短、轻、薄的器件。

  陶瓷基板的生产市场在海外,近年来为实现氮化铝陶瓷基板的国产化,利用自主研发的优势和国内市场对氮化铝基板日益增长的需求。为技术研发打下更好的基础,因此占据行业一线的地位,在国内DPC企业也对此更加重视氮化铝陶瓷基板优势突出。

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