在功率電子領(lǐng)域,隨著芯片集成度和工作頻率的持續(xù)提升,傳統(tǒng)有機(jī)基板材料已難以滿足日益增長的散熱需求。陶瓷基板憑借其卓越的熱管理性能和優(yōu)異的機(jī)械特性,正成為高功率密度電子設(shè)備的核心材料選擇,下面由深圳金瑞欣小編為大家講解一下:

性能優(yōu)勢解析
1、卓越的散熱能力
熱導(dǎo)率高達(dá)220W/mK,是常規(guī)FR4材料的80倍以上
可有效降低功率器件工作溫度30-50℃,顯著提升系統(tǒng)可靠性
2、完美的熱匹配特性
熱膨脹系數(shù)(4.5-7.1ppm/℃)與半導(dǎo)體芯片高度匹配
避免因溫度循環(huán)導(dǎo)致的焊接層疲勞失效
3、出色的環(huán)境適應(yīng)性
工作溫度范圍覆蓋-50℃至850℃
耐腐蝕、抗輻射,適用于航空航天等極端環(huán)境
主流材料性能對比
我們針對三種主流陶瓷基板材料進(jìn)行了系統(tǒng)評估:
性能指標(biāo) | 氮化鋁(AlN) | 氧化鋁(Al?O?) | 氮化硅(Si?N?) |
大功率模塊 | 180-220 | 20-30 | 80-90 |
抗彎強(qiáng)度(MPa) | 300-400 | 350-450 | 700-900 |
抗彎強(qiáng)度(MPa) | 大功率模塊 | 普通封裝 | 高可靠性場景 |
關(guān)鍵制造工藝突破
現(xiàn)代陶瓷基板制造技術(shù)已實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)創(chuàng)新:
1、高精度流延成型技術(shù):厚度控制精度達(dá)±1μm
2、低溫共燒工藝:實(shí)現(xiàn)多層復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造
3、精密金屬化技術(shù):線路分辨率提升至20μm
典型應(yīng)用案例
1、新能源汽車領(lǐng)域
800V電驅(qū)系統(tǒng)采用AlN基板,功率密度提升3倍
車載充電模塊工作溫度降低40℃
2、5G通信設(shè)備
基站功放模塊采用AlN基板,散熱效率提升5倍
支持毫米波高頻信號穩(wěn)定傳輸
3、航空航天應(yīng)用
衛(wèi)星電源系統(tǒng)采用Si?N?基板,通過嚴(yán)苛的輻射測試
器件壽命延長至15年以上
未來發(fā)展趨勢
隨著第三代半導(dǎo)體技術(shù)的普及,陶瓷基板將向以下方向發(fā)展:
1、更高熱導(dǎo)率:研發(fā)新型復(fù)合陶瓷材料
2、更優(yōu)性價比:改進(jìn)制備工藝,降低成本
3、集成化設(shè)計(jì):實(shí)現(xiàn)嵌入式元器件封裝
總結(jié):
陶瓷基板技術(shù)正在重塑功率電子封裝格局。對于設(shè)計(jì)工程師而言,深入理解各類陶瓷材料的特性差異,根據(jù)具體應(yīng)用場景選擇合適的基板方案,將是提升產(chǎn)品可靠性和性能的關(guān)鍵所在,更多陶瓷基板相關(guān)資訊可以搜索“金瑞欣”進(jìn)行查看,我們會定期更新資訊,若您有相關(guān)需求,歡迎與我們聯(lián)系,我們將竭誠為您服務(wù)。


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