陶瓷覆铜板是什么? 电力电子
陶瓷覆铜板英文简称DBC或者是DCB(Direct Bonding Copper),是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层而构成,它是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法,其具有高导热特性,高的附着强度,优异的软钎焊性和优良电绝缘性能,是大功率电力电子电路互连技术和结构技术的基础材料。
一、陶瓷覆铜板的特点:
1、机械应力强,形状稳定;高强度、高绝缘性、高导热率;防腐蚀,结合力强;
2、极好的热循环性能,循环次数可多达5万次,可靠性高;
3、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;
4、与PCB板(或IMS基片)一样可刻蚀出各种图形的结构;
5、无污染、无公害。
二、陶瓷覆铜板的产品优势:
1、减少焊层,降低热阻,减少空洞,提高成品率;
2、超薄型(0.25mm)DCB板可替代BeO,无环保毒性问题;
3、热膨胀系数接近硅芯片,可节省过渡层Mo片,节材、省工、降低成本;
4、载流量大,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%;
5、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。
三、陶瓷覆铜板的应用:
1、汽车电子,航天航空及军用电子组件;
2、智能功率组件;固态继电器,高频开关电源;
3、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;
4、大功率电力半导体模块;电子加热器、半导体致冷器;功率控制电路,功率混合电路。
卫浴陶瓷洁具的优缺点如下: 优点:1.机械强度高; 2.耐磨性、耐腐蚀性好; 3.热稳定性好4.原料丰富,价格低; 5.产品环保,无污染。 缺点:1.脆性大,耐冲击能力低、易碎; 2.后加工的能力低; 3.产品不易回收利用。
氧化铝陶瓷片是以氧离子构成的密排六方结构,而铝离子填充于三分之二的八面体间隙中,这是与天然刚玉相同稳定的α- Al2O3结构,因此氧化铝陶瓷片具有高熔点、高硬度,具有优良的耐磨性能。
氧化铝陶瓷片氧化铝含量高,结构比较致密,具有特殊的性能,故称为特种陶瓷。
氧化铝陶瓷片,用于需要导热、散热、绝缘、耐高温、耐高电压击穿的电子电气领域,热传导系数高,稳定性好。而氧化铝陶瓷片是一种高导热,高绝缘的一款材料。
现在行业内生产陶瓷覆铜板已经有LAM技术(激光快速活化金属化技术)来取代DBC技术,这种新型技术生产出来的陶瓷电路板具有更好的热导率,更牢更低阻的金属膜层,更匹配的热膨胀系数,并且基板可焊性好,使用温度高,高频损耗小,还能高密度组装,铜层不含氧化层不含有机成分,绝缘性能很好,导电层厚度可根据客户要求定制,在1μm-1㎜之间,最重要的是二维三维都可以实现
DBC技术。铜层厚,加工快,价格便宜,可以制作多层,适合大面积生产。
但这种技术不能过孔,精度差,平整度(表面粗糙度)低。适合安装在间距大的产品上,不能做在精密的行业里。现在人们的生活水平越来越高,对产品的质量要求越来越高。市面上使用DBC的工艺的厂家有山东的淄博银河
DPC技术这种技术是使用真空溅射的方式进行镀铜的,这个步骤相比其他工艺要多一步。它的优点在于,精度高.平整度好,结合力好(相对使用范围内),可以过孔。
而缺点就是这种技术只能制作薄板(厚度<300μm),而且它的成本较高,产量受限,导致经常出货的时间不能按时。
氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚;利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。
氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。
1. 硬度大
经中科院上海硅酸盐研究所测定,其洛氏硬度为HRA80-90,硬度仅次于金刚石,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。
2. 耐磨性能极好
经中南大学粉末冶金研究所测定,其耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查,在同等工况下,可至少延长设备使用寿命十倍以上。
3. 重量轻
其密度为3.5g/cm3,仅为钢铁的一半,可大大减轻设备负荷。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚;利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。
1. 硬度大
经中科院上海硅酸盐研究所测定,其洛氏硬度为HRA80-90,硬度仅次于金刚石,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。
2. 耐磨性能极好
经中南大学粉末冶金研究所测定,其耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查,在同等工况下,可至少延长设备使用寿命十倍以上。
3. 重量轻
其密度为3.5g/cm3,仅为钢铁的一半,可大大减轻设备负荷。
氧化铝陶瓷主要技术指标
氧化铝陶瓷含量 ≥92%
密度 ≥3.6 g/cm3
洛氏硬度 ≥80 HRA
抗压强度 ≥850 Mpa
断裂韧性KΙC ≥4.8MPa·m1/2
抗弯强度 ≥290MPa
导热系数 20W/m.K
热膨胀系数: 7.2×10-6m/m.K
Al2O3陶瓷:氧化铝含量高,结构比较致密,具有特殊的性能,故称为特种陶瓷。Al2O3.陶瓷材料是以氧离子构成的密排六方结构,而铝离子填充于三分之二的八面体间隙中,这是与天然刚玉相同稳定的α- Al2O3结构,因此陶瓷具有高熔点、高硬度,具有优良的耐磨性能。陶瓷贴片硬度≥HRA85,仅次于金刚石的硬度,而且表面光滑摩擦系数小,耐磨性能十分理想,尤其是在高温氧化性介质或腐蚀介质中,陶瓷贴片的材料较之其它金属材料性能优越得多。
耐磨弯头陶瓷片
氧化铝陶瓷片
耐磨陶瓷片
因为陶瓷类材料具有良好的高频性能和电学性能,且具有热导率高、化学稳定性和热稳定性优良等有机基板不具备的性能,是新一代大规模集成电路以及功率电子模块的理想封装材料。因此,近年来斯利通陶瓷电路板得到了广泛的关注和迅速发展。
用途有机械方面、电子与电力、化学工业、医学、在建筑卫生陶瓷方面等其他方面。
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