陶瓷基板的核心优势 陶瓷基板(Ceramic PCB)以其高导热、高绝缘和耐高温特性,在功率电子、激光器及光伏逆变器中得到广泛应用。其核心优势在于将金属导电层与陶瓷基体紧密结合,实现高效热管理,同时保持优异的电气性能。 常见陶瓷材料包括: 氧化铝(Al₂O₃):经济、机械强度高,导热系数 15–25 W/m·K; 氮化铝(AlN):高导热性,导热系数 170–200 W/m·K,热膨胀系数接近硅; 氮化硅(Si₃N₄):机械韧性优异,抗热冲击能力强。 导热工艺关键点 1.DBC(Direct Bonded Copper)工艺 高温下将铜层直接键合在陶瓷表面; 确保铜与陶瓷间的导热路径短、热阻低; 适合功率模块大电流和高功率密度应用。 2.AMB(Active Metal Brazing)工艺 通过活性金属在氮气或真空中钎焊铜层和陶瓷; 实现高强度界面结合,同时保持热导效率。 3.厚膜/薄膜导热优化 厚膜印刷技术可实现导电层与散热层紧密结合; 薄膜工艺适合精密控制和高频应用,提高局部热扩散能力。 耐高温工艺要点 基体选择 氮化铝和氮化硅可在 400℃ 以上长期工作; 氧化铝需控制热循环以防裂纹。 热膨胀匹配 功率器件与基板热膨胀系数匹配,降低热应力; 通过合理的铜层厚度设计,平衡导热与应力。 表面处理 铜层可镀镍/金以增强耐高温焊接性能; 涂覆保护层可防止氧化并维持长期热导性能。 应用优势 功率模块:低结温、长寿命; 激光器驱动板:稳定输出,防止过热失效; 光伏逆变器:承受高电流、高温环境,保持系统效率。 行业发展趋势 高导热陶瓷材料:如高纯氮化铝材料,进一步提升散热效率; 多层陶瓷基板:实现复杂电路布线,同时保证散热性能; 数字化工艺监控:实时检测层压、钎焊和厚膜工艺,确保导热和耐高温指标稳定。
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