伴隨著功率器件(包括LED、LD、IGBT、CPV等)不斷發(fā)展,散熱成為影響器件性能與器件可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。選用合適的封裝材料與工藝、提高器件散熱能力就成為發(fā)展功率器件的問題所在。如果不能及時將芯片發(fā)熱導(dǎo)岀并消散,大量熱量將聚集,芯片結(jié)溫將逐步升高,一方面使性能降低,另一方面將在件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力,引發(fā)一系列可靠性問題。于是乎,陶瓷基板應(yīng)運而生。 封裝基板主要利用材料本身具有的高熱導(dǎo)率,將熱量導(dǎo)岀,實現(xiàn)與外界環(huán)境的熱交換。對于功率半導(dǎo)體器件而言,封裝基板必須滿足以下要求: 1、高熱導(dǎo)率。目前功率半導(dǎo)體器件均采用熱電分離封裝方式,器件產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)由封裝基板傳播岀去,導(dǎo)熱良好的基板可使芯片免受熱破壞。 2、封裝材料與芯片材料的熱膨脹系數(shù)匹配。功率器件芯片本身可承受較高溫度,且電流,環(huán)境及工況的改變均會使其溫度發(fā)生改變。由于芯片直接貼裝于封裝基板上,兩者熱膨脹系數(shù)匹配會降低芯片熱應(yīng)力,提高器件可靠性。 3、較好的耐熱性,滿足功率器件高溫使用需求,具有良好的熱穩(wěn)定性。 4、較好的絕緣性,滿足器件電互連與絕緣需求。 5、較高的機械強度,滿足器件加工、封裝與應(yīng)用過程的強度要求。 6、相對適宜的價格,適合大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。 目前常用電子封裝基板主要可分為高分子基板、金屬基板(MCPCB)和陶瓷基板幾類。對于功率器件封裝而言,封裝基板還要求具有較高的導(dǎo)熱、耐熱、絕緣、強度與熱匹配性能。因此,高分子基板(如PCB)和金屬基板(如MCPCB)使用受到較大限制。 而陶瓷材料本身具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、高強度、與芯片材料熱匹配等性能,非常適合作為功率器件封裝基板,目前己在半導(dǎo)體照明、激光與光通信、航空航天、汽車電子、深海鉆探等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 目前,常用電子封裝陶瓷基片材料包括氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(S13N4)、氧化鈹(BeO)碳化硅(SiC)等。 陶瓷基板產(chǎn)品問世,開啟散熱應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展,由于陶瓷基板散熱特色,加上陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等優(yōu)點,隨著生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備的改良,產(chǎn)品價格加速合理化,進而擴大LED產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域,如家電產(chǎn)品的指示燈、汽車車燈、路燈及戶外大型看板等。陶瓷基板的開發(fā)成功,更將成為室內(nèi)照明和戶外亮化產(chǎn)品提供服務(wù),使LED產(chǎn)業(yè)未來的市場領(lǐng)域更寬廣。 在led多采用陶瓷基板做成芯片,以實現(xiàn)更好的導(dǎo)熱性能。此外,在以下電子設(shè)備也多使用陶瓷基板做成封裝材料: ◆大功率電力半導(dǎo)體模塊。 ◆半導(dǎo)體致冷器、電子加熱器;功率控制電路,功率混合電路。 ◆智能功率組件;高頻開關(guān)電源,固態(tài)繼電器。 ◆汽車電子,航天航空及軍用電子組件。 ◆太陽能電池板組件;電訊專用交換機,接收系統(tǒng);激光等工業(yè)電子。 |
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