陶瓷基板参数
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性氮化铝陶瓷基板在大功率器件模组，航天航空等领域备受欢迎，那么氮化铝陶瓷基板都有哪些种分类以及氮化铝陶瓷基板特性都体现在哪些方面？一，什么是氮化铝陶瓷基板以及氮化铝陶瓷基板的材料氮化铝陶瓷基板是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷基板，也叫氮化铝陶瓷基片。
热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是大功率集成电路和散热功能的重要器件。
二，氮化铝陶瓷基板分类1，按电镀要求来分氮化铝陶瓷覆铜基板（氮化铝覆铜陶瓷基板），旨在氮化铝陶瓷基板上面做电镀铜，有做双面覆铜和单面覆铜的。
2，按应用领域分LED氮化铝陶瓷基板（氮化铝led陶瓷基板），主要用于LED大功率灯珠模块，极大的提高了散热性能。
igbt氮化铝陶瓷基板,一般用于通信高频领域。
3，按工艺来分氮化铝陶瓷基板cob（氮化铝陶瓷cob基板),主要用于Led倒装方面。
dpc氮化铝陶瓷基板,采用DPC薄膜制作工艺，一般精密较高。
dpc氮化铝陶瓷基板(AlN氮化铝dbc陶瓷覆铜基板)，是一种厚膜工艺，一般可以实现大批量生产。
氮化铝陶瓷基板承烧板3，按地域分有的客户对特定的氮化铝陶瓷基板希望是特定地域的陶瓷基板生产厂家，因此有了：日本氮化铝陶瓷基板氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷基板成都福建氮化铝陶瓷基板东莞氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷散热基板氮化铝陶瓷基板珠海氮化铝陶瓷基板上海4，导热能力来分高导热氮化铝陶瓷基板，导热系数一般较高，一般厚度较薄，一般导热大于等于170W的。
氮化铝陶瓷散热基板，比氧化铝陶瓷基板散热好，大于等于50W~170W.三，氮化铝陶瓷基板特性都有哪一些？1，氮化铝陶瓷基板pcb优缺点材料而言：陶瓷基板pcb是陶瓷材料因其热导率高、化学稳定性好、热稳定性和熔点高等优点，很适合做成电路板应用于电子领域。
许多特殊领域如高温、腐蚀性环境、震动频率高等上面都能适应。
氮化铝陶瓷基板，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。
金属复合陶瓷衬板技术参数
金属复合陶瓷衬板技术参数金属复合陶瓷衬板是一种新型的耐磨材料，具有金属和陶瓷的双重优势，广泛应用于冶金、矿山、水泥、电力等行业的磨损部位，以提高设备的使用寿命和降低维护成本。
本文将重点介绍金属复合陶瓷衬板的技术参数，以期为相关行业提供参考。
一、材质和结构金属复合陶瓷衬板通常由金属基板、瓷块和背胶组成。
金属基板常采用碳钢、不锈钢或其他特殊材料，瓷块一般选用氧化铝、氧化锆等高硬度的陶瓷材料，背胶则是用于固定瓷块的粘合剂。
其结构为金属基板与瓷块通过背胶牢固粘合而成，使金属与陶瓷两种材料充分结合，发挥各自的优势。
二、技术参数1.瓷块厚度：瓷块是金属复合陶瓷衬板的主要耐磨部件，其厚度直接影响着耐磨性能。
一般来说，瓷块的厚度在10-30mm之间，不同的厚度适用于不同的工作条件和磨损程度。
2.瓷块硬度：瓷块硬度是衡量其耐磨性能的重要指标，一般可达到Mohs硬度9级以上。
高硬度的瓷块能够有效抵抗磨损和冲击，延长设备的使用寿命。
3.瓷块颜色：瓷块的颜色有白色和粉色两种，其中白色瓷块主要用于耐磨性能要求较高的场合，而粉色瓷块适用于一般的耐磨条件。
用户可以根据自己的实际需求选择适合的瓷块颜色。
4.金属基板厚度：金属基板的厚度一般在3-8mm之间，较大的厚度能够提供更好的抗冲击性能，适用于高冲击负荷的工作条件。
5.衬板规格：金属复合陶瓷衬板的规格多种多样，可以根据用户设备的实际尺寸和形状进行定制加工，以确保衬板与设备完美配合。
6.背胶种类：不同的背胶种类可以为金属复合陶瓷衬板提供不同的性能。
常用的背胶有橡胶、聚氨酯等，它们具有良好的粘合性能和耐磨性能，能够有效固定瓷块，保证其不脱落。
7.使用温度范围：金属复合陶瓷衬板的使用温度范围通常在-50℃至1200℃之间，能够适应各种温度条件下的工作环境。
8.其他参数：如抗压强度、耐磨系数、抗冲击性能等也是衡量金属复合陶瓷衬板技术参数的重要指标，不同的参数能够满足不同工作条件下的需求。
LED陶瓷散热基板
e-Factnc volime refiisiivily
VALUE MJ1LY whin；
0« il2Sf/cni R< Q.SOm
釗邡 1b / Le&tdi
170 j
(S'IOV1
2200-24 SOt 330MPH JIOGh
高溫试验
Viking's metallization substrate also passed IEC
62108 thermal cycle test criteria.
mal Cycle CriAwi*
Low Twnpvfitur •
Hbqh T«mp4f-'atiiR«
Ranip
IEC61J15 &B9535
瓷散热基板工艺-LTCC
LTCC又称为低温共烧多层陶瓷基板, 此技术须先 将无机的氣化铝粉t约30%〜50%的玻璃材料加上有机黏结 剂, 使其混合均匀成为泥状的浆料, 接若利川刮刀把浆枓刮 成片 状, 冉经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的 生阢, 然后依各层的设计钻导通孔, 作为各层讯号的传递, L/rcc 内部线路则运川网版印刷技术, 分别于牛胚上做填孔及 印制 线路, 内外电极则可分别使川银、铜、金等金属, 最后 将科 层做裔层动作, 放罝于850〜90(rc的烧结炉屮烧结成軋
14 0.3
A1N陶瓷散热基板特性
Characteristics of AIN Substrate
Performance classification Fundamental charaderistic
Themal properties Mechanical property Electrical properks
陶瓷基板的种类特性和工艺
三、陶瓷基板旳特征
陶瓷散热基板特征比较中，主要选用散热基板旳：(1)热传导率、 (2)工艺温度、(3)线路制作措施、(4)线 径宽度，四项特征作进一步旳讨论：
2023/12/13
三、陶瓷基板旳特征——热传导率
热传导率又称为热导率，它代表了基板材料本身直接传导热能旳一种能力，数值愈高代表其散热能力愈 好。LED散热基板最主要旳作用就是在于，怎样有效旳将热能从LED芯片传导到系统散热，以降低 LED 芯片旳温度，增长发光效率与延长LED寿命，所以，散热基板热传导效果旳优劣就成为业界在选用 散热基板时，主要旳评估项目之一。
检视表一，由四种陶瓷散热基板旳比较可明看出，虽然Al2O3材料之热传导率约在20~24之间，LTCC为 降低其烧结温度而添加了30%~50%旳玻璃材料，使其热传导率降至2~3W/mK左右；而HTCC因其普遍 共烧温度略低于纯Al2O3基板之烧结温度，而使其因材料密度较低使得热传导系数低Al2O3基板约在 16~17W/mK之间。一般来说，LTCC与HTCC散热效果并不如DBC与DPC散热基板里想。
2023/12/13
二、陶瓷基板旳种类——DBC
直接敷铜陶瓷基板因为同步具有铜旳优良导电、 导热性能和陶瓷旳机械强度高、低介电损耗旳 优点，所以得到广泛旳应用。在过去旳几十年 里，敷铜基板在功率电子封装方面做出了很大 旳贡献，这主要归因于直接敷铜基板具有如下 性能特点：
热性能好；
电容性能；
直接敷铜陶瓷基板最初旳研究就是为了处理大电 流和散热而开发出来旳，后来又应用到AlN陶瓷旳 金属化。除上述特点外还具有如下特点使其在大 功率器件中得到广泛应用：
4.在工艺温度与裕度旳考量， DPC旳工艺温度仅需 250~350℃左右旳温度即可 完毕散热基板旳制作，完全 防止了高温对于材料所造成 旳破坏或尺寸变异旳现象， 也排除了制造成本费用高旳 问题。
ALN（氮化铝）陶瓷基片主要性能指标
ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标
ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标
Technical factors of Aluminum Nitride substracts
ALN(氮化铝)陶瓷基片产品图
ALN(氮化铝)陶瓷干压片产品图
氮化铝陶瓷基片外观缺陷指标
Aluminum Nitride Ceramic Substrates Surface Inperfection Criteria
项目Item
标准Acceptance criteria
粘粒Burrs：
多余物质的碎片，或者粘附于表面的外来物质Fragment of excess material or foreign particle adhering to the surface 直径None≤0.5mm Diameter 高度None≤0.025mm High
凹坑，针孔，斑点Holes, Pits, and Pocks：形成空洞或印迹明显
Detectable trace or void 凹坑Holes：直径None≤0.25mm Diameter; 深度None≤0.18mm Depth
针孔Pits：直径None≤0.2mm Diameter
斑点Pocks：直径None≤0.3mm Diameter
瓷疱Blisters：
气泡或包含气体破裂后在表面形成的坑、点或孔
Bubble or pore inclusion at the surface which
if broken could form a pit, pock or hole
高度None≤0.025mm。
陶瓷基板参数
99%氧化铝：
氧化铝含量 99%，较常用的 96 氧化铝陶瓷材料具有更优秀的耐磨性，常温及高温的绝缘性，抗热冲
击性，耐化学侵蚀性等。99 瓷热导率约 28W/m·K，高于 96 瓷，可用作高性能散热基板。
ALN
ALN 材料特性：
项目
外观颜色
密度
热
热导率
特
性
热膨胀系数
介电崩溃电压
阻抗率 电ຫໍສະໝຸດ 氧化铍陶瓷性能 项目 体积密度 氧化铍含量 气密性 透液性 抗折强度 抗热震性 线膨胀系数 导热系数 分电常数
介质损耗角正切值
体积电阻率
击身强度 化学稳定性
测试条件
20℃-500℃ 40℃ 1MHz 20℃ 10GHz 20℃ 1MHz 20℃ 10GHz 20℃ 100℃ 300℃ DC 1:9HCl 10% NaOH
计量单位及符号 g/cm 3 %
MPa
×10 -4 /℃ W /m·k
×10 -4 ×10 -4 Ω.cm Ω.cm KV/mm ug/cm 2 ug/cm 2
指标 ≥2.85 ≥99 通过 通过 ≥140 通过 7-8.5 ≥250 6.5-7.5 6.5-7.5 ≤4 ≤8 ≥10 13 ≥10 10 ≥15 ≤0.3 ≤0.2
性
介电常数
介损角度
硬度 机
械 特
抗折强度
性 杨氏系数
材料热特性·温度曲线：
材质 -
g /c.c. W/mk ×10-6/℃ RT ~ 800℃ V/m Ohm．cm 1 MHz 1 MHz (×10-4) Gpa Mpa GPa
氮化铝 灰 3.3
180-200 5.0
14*106 >1014 8.7 2.5 10.5 450 320
陶瓷基板简介
陶瓷基板简介第六章基板技术Ⅱ—陶瓷基板时间:2009-12-07-分类:《电子封装工程》,学习笔记点击数：405views一、陶瓷基板概论1、机械性质：（电路布线的形成）a.有足够高的机械强度，除搭载元器件外，也能作为支持构件使用；b.加工性好，尺寸精度高，容易实现多层化；c.表面光滑，无翘曲、弯曲、微裂纹等；2、电学性能：a.绝缘电阻及绝缘破坏电压高；b.介电常数低、介电损耗小；c.在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性；3、热学性质：a.热导率高；b.热膨胀系数与相关材料匹配（特别是与Si的热膨胀系数要匹配）；c.耐热性优良；4、其他性质：a.化学稳定性好、容易金属化、电路图形与之附着力强；b.无吸湿性、耐油、耐化学药品、α射线放出量小；c.所采用的物质无公害、无毒性、在使用温度范围内晶体结构不变化；d.原材料资源丰富、技术成熟、制造容易、价格低；2、陶瓷基板的制作方法：陶瓷烧成前典型的成形方法有下述四种：粉末压制成形（模压成形、等静压成形）、挤压成形、流延成形、射出成形。
其中流延成形法由于容易实现多层化且生产效率较高，近年来在LSI封装及混合集成电路用基板的制造中多被采用。
常见的三种工艺路线如下：■叠片—热压—脱脂—基片烧成—形成电路图形—电路烧成；■叠片—表面印刷电路图形—热压—脱脂—共烧；■印刷电路图形—叠层—热压—脱脂—共烧；3、陶瓷基板的金属化:a.厚膜法：厚膜金属化法，是在陶瓷基板上通过丝网印刷形成导体（电路布线）及电阻等，经烧结形成电路及引线接点等；（常见的玻璃粘接剂有玻璃系、氧化物系和玻璃与氧化物混合系）b.薄膜法：采用真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜等真空镀膜法进行金属化，由于为气相沉积法，原则上讲无论任何金属都可以成膜，无论对任何基板都可以进行金属化，但是金属膜层与陶瓷基板的热膨胀系数应尽量一致，而且应设法提高金属化层的附着力；c.共烧法：在烧成前的陶瓷生片上，丝网印刷Mo、W等难熔金属的厚膜浆料，一起脱脂烧成，使陶瓷与导体金属烧成为一体的结构，此方法具有以下特性：■可以形成微细的电路布线，容易实现多层化，从而能实现高密度布线；■由于绝缘体与导体作成一体化结构，可以实现气密封装；■通过成分、成形压力、烧结温度的选择，可以控制烧结收缩率，特别是平面方向零收缩率基板的研制成功为其在BGA、CSP、裸芯片等高密度封装方面的应用创造了条件；二、各类陶瓷基板：1、氧化铝基板:a.原料：Al2O3原料的典型制造方法是Buyer法，在这种方法中原材料采用铝矾土（水铝矿/一水软铝石以及相应的化合物）；b.制作方法：Al2O3陶瓷的成形一般采用生片叠层法，粘接剂一般采用聚乙烯醇聚丁醛（PVB）数字，烧成温度因添加的助烧剂不同而异，通常为1550～1600℃。
陶瓷覆铜板(DCB)
陶瓷覆铜板（DCB）DCB是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(AL2Q3)或氮化铝(ALN)陶瓷基片表面( 单面或双面)上的特殊工艺方法。
所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。
因此，DCB基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料，也是本世纪封装技术发展方向“chip-on-board”技术的基础。
DCB技术的优越性：实现金属和陶瓷键合的方法有多种，在工业上广泛应用的有效合金化方法是厚膜法及钼锰法。
厚膜法是将贵重金属的细粒通过压接在一起而组成，再由熔融的玻璃粘附到陶瓷上，因此厚膜的导电性能比金属铜差。
钼锰法虽使金属层具有相对高的电导，但金属层的厚度往往很薄，小于25μm，这就限制了大功率模块组件的耐浪涌能力。
因此必须有一种金属陶瓷键合的新方法来提高金属层的导电性能和承受大电流的能力，减小金属层与陶瓷间的接触热阻，且工艺不复杂。
铜与陶瓷直接键合技术解决了以上问题，并为电力电子器件的发展开创了新趋势。
1、DCB应用● 大功率电力半导体模块；半导体致冷器、电子加热器；功率控制电路，功率混合电路；● 智能功率组件；高频开关电源，固态继电器；● 汽车电子，航天航空及军用电子组件；● 太阳能电池板组件；电讯专用交换机，接收系统；激光等工业电子。
2、DCB特点● 机械应力强，形状稳定；高强度、高导热率、高绝缘性；结合力强，防腐蚀；● 极好的热循环性能，循环次数达5万次，可靠性高；● 与PCB板(或IMS基片)一样可刻蚀出各种图形的结构；无污染、无公害；● 使用温度宽-55℃～850℃；热膨胀系数接近硅，简化功率模块的生产工艺。
3、使用DCB优越性● DCB的热膨胀系数接近硅芯片，可节省过渡层Mo片，省工、节材、降低成本；● 减少焊层，降低热阻，减少空洞，提高成品率；● 在相同载流量下0.3mm厚的铜箔线宽仅为普通印刷电路板的10%；● 优良的导热性，使芯片的封装非常紧凑，从而使功率密度大大提高，改善系统和装置的可靠性；● 超薄型(0.25mm)DCB板可替代BeO，无环保毒性问题；● 载流量大，100A电流连续通过1mm宽0.3mm厚铜体，温升约17℃；100A电流连续通过2mm宽0.3mm 厚铜体，温升仅5℃左右；● 热阻低，10×10mmDCB板的热阻：0.63mm厚度陶瓷基片DCB的热阻为0.31K/W0.38mm厚度陶瓷基片DCB的热阻为0.19K/W0.25mm厚度陶瓷基片DCB的热阻为0.14K/W● 绝缘耐压高，保障人身安全和设备的防护能力；● 可以实现新的封装和组装方法，使产品高度集成，体积缩小。
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99%氧化铝：
氧化铝含量99%，较常用的96氧化铝陶瓷材料具有更优秀的耐磨性，常温及高温的绝缘性，抗热冲击性，耐化学侵蚀性等。99瓷热导率约28W/m·K，高于96瓷，可用作高性能散热基板。
ALN
ALN材料特性：
项目
材质
氮化铝
外观颜色
-
灰
密度
g /c.c.
3.3
热特性
热导率
W/mk
180-200
指标
体积密度
g/cm 3
≥2.85
氧化铍含量
%
≥99
气密性
通过
透液性
通过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
抗折强度
MPa
≥140
抗热震性
通过
线膨胀系数
20℃-500℃
×10 -4 /℃
7-8.5
导热系数
40℃
W/m·k
≥250
分电常数
1MHz20℃
6.5-7.5
10GHz20℃
6.5-7.5
介质损耗角正切值
1MHz20℃
×10 -4
≤4
10GHz20℃
×10 -4
≤8
体积电阻率
100℃
Ω.cm
≥10 13
300℃
Ω.cm
≥10 10
击身强度
DC
KV/mm
≥15
化学稳定性
1:9HCl
ug/cm 2
≤0.3
10% NaOH
ug/cm 2
≤0.2
热膨胀系数
×10-6/℃RT ~800℃
5.0
电性
介电崩溃电压
V/m
14*106
阻抗率
Ohm．cm
>1014
介电常数
1 MHz
8.7
介损角度
1 MHz (×10-4)
2.5
机械特性
硬度
Gpa
10.5
抗折强度
Mpa
450
杨氏系数
GPa
320
材料热特性·温度曲线：
氧化铍陶瓷性能
项目
测试条件
计量单位及符号