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線路板中基板與陶瓷基板封裝比較

文章來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)作者：鄧靈芝查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：5345發(fā)布日期：2017-07-13 02:11【大中小】

線路板的基板在電子封裝過(guò)程中主要起機(jī)械支撐保護(hù)與電互連作用。隨著電子封裝技術(shù)朝著小型化、多功能及高可靠性發(fā)展，以及電子系統(tǒng)朝著大功率方向發(fā)展，散熱成為首要解決的問(wèn)題。散熱不佳會(huì)在性能、結(jié)構(gòu)等方面導(dǎo)致器件的損壞，影響其使用壽命。因此，基板的選擇是至關(guān)重要的一環(huán)。

鋁基板由電路層、絕緣層和金屬基層組成，其工作原理大致為功率器件表面貼裝在電路層，器件運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量通過(guò)絕緣層傳遞到金屬基層，然后由金屬基層將熱量傳遞出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的散熱。然而大部分鋁基板的絕緣層具有很小甚至沒(méi)有熱傳導(dǎo)性，熱量不能從LED傳導(dǎo)到金屬基層，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)散熱通道暢通。容易導(dǎo)致LED的熱累積，從而使LED失效。

鋁基板封裝慣用的方法是，使用單層或雙層鋁基板作為熱沉，把單個(gè)或多個(gè)芯片用固晶膠直接固定在鋁基板上，代表LED芯片的兩個(gè)電極P和N則鍵合在鋁基板表層的薄銅板上。根據(jù)所需功率的大小確定底座上排列LED芯片的數(shù)目，可組合封裝成不同高亮度的大功率LED。使用高折射率的材料按光學(xué)設(shè)計(jì)的形狀對(duì)集成的LED進(jìn)行封裝。

因?yàn)樘沾删哂薪^緣的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生幅的熱量直接由金屬基層將熱量傳遞出去，達(dá)到對(duì)器件的散熱。雖然鋁基板的熱導(dǎo)率較高，但是絕緣層的導(dǎo)熱率只有1.0W/m.K.左右，影響了鋁基板的整體熱導(dǎo)率，因此，在基材的選擇上，陶瓷基板具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，是目前COB封裝的大趨勢(shì)。此外，氧化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率在15～35 W/m.k，氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率在170～230 W/m.k，具有良好的散熱效果。

從鋁基板與陶瓷基板不同封裝的圖示來(lái)看，因鋁金屬的導(dǎo)電性，需要在金屬層上加絕緣層，而絕緣層熱導(dǎo)率過(guò)低，容易降低整體的熱導(dǎo)率，從而引發(fā)過(guò)早老化，破損等問(wèn)題。而陶瓷基板具有良好的絕緣性和熱導(dǎo)率，不需要絕緣層，整體熱導(dǎo)率更高。因此，陶瓷基板更適用于行業(yè)的發(fā)展。

電子封裝要求基板材料滿(mǎn)足熱導(dǎo)率高，介電常數(shù)低，與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)，加工性能好，力學(xué)強(qiáng)度高等要求。陶瓷基板由于其良好的導(dǎo)熱性、耐熱性、絕緣性、與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，在電子封裝如LED、CPV、絕緣柵雙極晶體管、激光二極管封裝中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

隨著LED照明和傳感器市場(chǎng)的不斷深入及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，陶瓷基板的需求也迎來(lái)了極大的發(fā)展。尤其是采用激光打孔技術(shù)制備的陶瓷基板具有圖形精度高、可垂直封裝、可實(shí)現(xiàn)通孔盲孔的金屬化、可大規(guī)模生產(chǎn)單面、雙面陶瓷基板等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了大功率電子器件封裝集成度。

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