線路板中基板與陶瓷基板封裝比較

文章來源：互聯(lián)網(wǎng)作者：鄧靈芝查看手機網(wǎng)址

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人氣：6284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程中主要起機械支撐保護與電互連作用。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題。散熱不佳會在性能、結(jié)構(gòu)等方面導致器件的損壞，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，器件運行時所產(chǎn)生的熱量通過絕緣層傳遞到金屬基層，然后由金屬基層將熱量傳遞出去，實現(xiàn)對器件的散熱。然而大部分鋁基板的絕緣層具有很小甚至沒有熱傳導性，熱量不能從LED傳導到金屬基層，無法實現(xiàn)整個散熱通道暢通。容易導致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，把單個或多個芯片用固晶膠直接固定在鋁基板上，代表LED芯片的兩個電極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設(shè)計的形狀對集成的LED進行封裝。

因為陶瓷具有絕緣的優(yōu)點，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，器件運行時所產(chǎn)生幅的熱量直接由金屬基層將熱量傳遞出去，達到對器件的散熱。雖然鋁基板的熱導率較高，但是絕緣層的導熱率只有1.0W/m.K.左右，影響了鋁基板的整體熱導率，因此，在基材的選擇上，陶瓷基板具有得天獨厚的優(yōu)勢，是目前COB封裝的大趨勢。此外，氧化鋁陶瓷的熱導率在15～35 W/m.k，氮化鋁陶瓷的熱導率在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看，因鋁金屬的導電性，需要在金屬層上加絕緣層，而絕緣層熱導率過低，容易降低整體的熱導率，從而引發(fā)過早老化，破損等問題。而陶瓷基板具有良好的絕緣性和熱導率，不需要絕緣層，整體熱導率更高。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足熱導率高，介電常數(shù)低，與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)，加工性能好，力學強度高等要求。陶瓷基板由于其良好的導熱性、耐熱性、絕緣性、與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)等特點，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)用越來越廣泛。

隨著LED照明和傳感器市場的不斷深入及規(guī)模的不斷擴大，陶瓷基板的需求也迎來了極大的發(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，大大提高了大功率電子器件封裝集成度。

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