嘉宝瑞氧化铝陶瓷基板简介
氧化铝陶瓷基复合材料概述
概述了氧化铝陶瓷基复合材料,并且对其一般的生产工艺金属间、氧化铝陶瓷基复合材料以及其应用领域作了介绍,前言氧化铝(AI2O3)陶瓷材料具有耐高温、硬度大、强度高、耐腐蚀、电绝缘、气密性好等优良性能,是目前氧化物陶瓷中用途最广、产量最大的陶瓷新材料。
但是与其他陶瓷材料一样,该陶瓷具有脆性这一固有的致命弱点,使得目前AI2O3陶瓷材料的使用范围及其寿命受到了相当大的限制。
近年来,在氧化铝陶瓷中引入金属铝塑性相的AI/AI2O3陶瓷基复合材料是一个非常活跃的研究领域。
概述金属间化合物的结构与组成它的两组元不同,具有序的超点阵结构,各组元原子占据点阵的固定位置,最大程度地形成异类原子之间结合。
由于其原子的长程有序排列以及金属键和共价健的共存性,有可能同时兼顾金属的较好塑性和陶瓷的高温强度。
在力学性能上,有序金属间化合物填补了陶瓷和金属之间的材料空白区域。
有序金属间化合物中,Ti - Al、Ni - AI、Fe - AI和Nb-AI系等几个系列的多种铝化物更是特别受到重视。
这些铝化物具有优异的抗氧化性、抗硫化腐蚀性和较高的高温强度,密度较小,比强度较高。
由于在空气中铝粉极易氧化而在表面形成AI2O3钝化膜,使AI粉和AI2O3颗粒之间表现出很差的润湿性,导致烧结法制备AI/AI2O3陶瓷材料烧结困难,影响复合材料的机械性能[5]。
挤压铸造和气压浸渍工艺浸渍速度快,但是预制体中的细小空隙很难进一步填充[6],而后发展的无压渗透工艺操作复杂,助渗剂的选择随意,且作用机理复杂,反而增加了工艺控制难度[7]。
20世纪80年代初,美国Lanxide公司提出了一种制备陶瓷基复合材料的新工艺定向金属氧化技术(DirectedMetal Ox-idation,简称DMOX)。
该工艺是在高温下利用一定阻生剂限制金属熔体在其他5个方向的生长,使金属熔体与氧化剂反应并只单向生长即定向氧化。
采用该方法制备的Al/ AI2O3陶瓷材料在显微结构上表现为由立体连通的-AI2O3基体与三维网状连通的残余金属和不连续的金属组成,由于AI2O3晶间纯净,骨架强度高于烧结、浸渍等工艺制得的同类材料的强度[9]同时,三维连通的金属铝具有良好的塑性,从而使该复合材料具有更为良好的综合机械性能。
氧化铝陶瓷介绍,氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷介绍,氧化铝陶瓷制作工艺氧化铝陶瓷介绍氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(AL2O3)为主体的材料,用于厚膜集成电路。
氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。
因为其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能的需要。
氧化铝陶瓷制作工艺粉体制备将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。
粉体粒度在1μm微米以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。
采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,一般为重量比在10-30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150-200温度下均匀混合,以利于成型操作。
采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。
若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。
此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂,如硬脂酸,及粘结剂PV A。
欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。
近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。
喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。
颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。
成型方法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。
摘其常用成型介绍:1、干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。
成型方法有单轴向或双向。
陶瓷基板电阻
3.2 对数与对数函数(人教B版必修1)建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(每小题5分,共25分)1.若则()=( )A. B. C.2 D.42.函数,,,的图象如图所示,则的大小关系是( )AB.C.D.3.设,,,则( )A. B.C. D.4.已知,则( )A. B.C. D.5.设,函数在区间上的最大值与最小值之差为,则( ) A.B.2 C.2 D.4二、填空题(每小题5分,共40分)6.在同一坐标系内,函数y =x +a 与y =log a x 的图象可能是 .① ② ③ ④7.已知集合M ={x |x 2>1},N ={x |log 2|x |>0},则M 与N 的关系为 . 8.若函数y =log 2(x 2-ax +1)有最小值,则a 的取值范围是 .9.设函数 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,log 12(-x ),x <0.若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是 .10.设函数f (x )的定义域为D ,若满足:①f (x )在D 内是单调函数;②存在D 使f (x )在上的值域为,那么就称y =f (x )为“成功函数”.若函数g (x )=log a (a 2x +t )(a >0且a ≠1)是定义域为R 的“成功函数”,则t 的取值范围为 .11.函数f (x )=log 5(2x +1)的单调增区间 是________. 12.已知函数f (x )=则使函数f (x )的图象位于直线y =1上方的x 的取值范围是________.13.设a >0且a ≠1,函数f (x )=有最大值,则不等式log a (x 2-5x +7)>0的解集为________.三、解答题(共35分)14.(10分)将下列各数按从大到小的顺序排列:log 89,log 79,log 123,,⎝⎛⎭⎫123, ⎝⎛⎭⎫12π.15.(12分)已知函数f (x )=log 4(4x +1)+kx (k ∈R )是偶函数.(1)求k 的值;(2)设g (x )=log 4(a ·2x -43a ),若函数 f (x )与g (x )的图象有且只有一个公共点,求实数a 的取值范围.16.(13分)已知函数f(x)满足f(log a x)=aa2-1(x-x-1),其中a>0且a≠1.(1)对于函数f(x),当x∈(-1,1)时,f(1-m)+f (1-m2)<0,求实数m的集合;(2)x∈(-∞,2)时,f(x)-4的值恒为负数,求a的取值范围.3.2 对数与对数函数(人教B版必修1)答题纸一、选择题二、填空题6. 7. 8. 9. 10.11. 12. 13.三、解答题14.15.16.3.2 对数与对数函数(人教B版必修1)参考答案1.B 解析:∵===,∴()=()==.2.D 解析:根据对数函数的图象、性质与 =1,作直线交,,,的图象依次于四点,则点的纵坐标是1,横坐标是点的纵坐标是1,横坐标是;点的纵坐标是1,横坐标是;点的纵坐标是1,横坐标是,四个函数的图象都过定点(1,0),故.3.D 解析:∵=1,,∴. ∵,∴.又∵= ,∴,显然.4.A 解析:由知函数为减函数.由,得.5.D 解析:∵1,∴函数为增函数,从而函数在区间[]上的最大值与最小值分别为=1+和 =1.由题意得- ==,∴.6.③解析:①图中,由y=x+a的图象可知a>1,由y=log a x的图象可知0<a<1,故矛盾;②图中,由y=x+a的图象可知0<a<1,由y=log a x的图象可知a>1,故矛盾;③图中,由y=x+a的图象可知0<a<1,由y=log a x的图象可知0<a<1,故正确;④图中,由y=x+a的图象可知a<0,由y=log a x的图象可知a>1,故矛盾.7. M=N 解析:M={x|x>1或x<-1}N={x||x|>1}={x|x>1或x<-1},∴M=N.8. -2<a<2 解析:∵y=log2(x2-ax+1)有最小值,∴t=x2-ax+1恒大于0,∴a2-4<0,∴-2<a<2.9. (-1,0)∪(1,+∞) 解析:①当a>0时,f(a)=log2a,f(-a)=log1a,2f (a )>f (-a ),即log 2a >log 12a =log 21a ,∴a >1a ,解得a >1.②当a <0时,f (a )=log 12(-a ),f (-a )=log 2(-a ),f (a )>f (-a ),即log 12(-a )>log 2(-a )=,∴-a <1-a,解得-1<a <0.由①②得-1<a <0或a >1. 10. (0,14) 解析:依题意,函数g (x )=log a (a 2x +t )(a >0,a ≠1)在定义域R 上为单调递增函数,则t ≥0,而t =0时,g (x )=2x 不满足条件②,所以t >0.设存在,使得g (x )在上的值域为,所以⎩⎨⎧ log a (a 2m +t )=m ,log a (a 2n +t )=n ,即⎩⎨⎧a 2m +t =a m ,a 2n +t =a n ,所以m ,n 是方程(a x )2-a x +t =0的两个不等实根,所以=1-4t >0,解得0<t <14.11. ⎝⎛⎭⎫-12,+∞ 解析:因为y =log 5x 为增函数,所以结合原函数的定义域可知原函数的单调增区间为⎝⎛⎭⎫-12,+∞. 12. -1<x ≤0或x >2 解析:当x ≤0时,3x +1>1⇒x +1>0,∴-1<x ≤0; 当x >0时,log 2x >1⇒x >2,∴x >2.综上所述,-1<x ≤0或x >2. 13. (2,3) 解析:∵函数y =lg(x 2-2x +3)有最小值时,f (x )=有最大值,∴0<a <1.∴由log a (x 2-5x +7)>0,得0<x 2-5x +7<1,解得2<x <3. ∴不等式log a (x 2-5x +7)>0的解集为(2,3). 14. 解:(log 129)2=(―log 29) 2=(log 29)2,在同一坐标系内作出y =log 8x ,y =log 7x ,y =log 2x 的图象如图所示. 当x =9时,由图象知log 29>log 79>log 89>1=log 88, ∴ (log 29)2>log 79>log 89>1,即(log 129)2>log 79>log 89>1.∵ y =⎝⎛⎭⎫12x在R 上是减函数,∴ 1>⎝⎛⎭⎫123>⎝⎛⎭⎫12π>0. 又log 123<0,综上可知(log 129)2>log 79>log 89>⎝⎛⎭⎫123>⎝⎛⎭⎫12π>log 123. 15. 解:(1)∵ 函数f (x )=log 4(4x +1)+kx (k ∈R )是偶函数, ∴ f (―x )=log 4(4x-+1) ―kx =log 41+4x4x ―kx =log 4(4x +1) ―(k +1)x =log 4(4x +1)+kx 恒成立.∴―(k +1)=k ,则k =-12.(2)g (x )=log 4(a ·2x ―43a ),函数f (x )与g (x )的图象有且只有一个公共点,即方程f (x )=g (x )只有一个解. 由已知得log 4(4x +1) ―12x =log 4(a ·2x ―43a ),∴ log 44x +12x =log 4(a ·2x ―43a ),方程等价于420,34142.23xx x xa a a a ⎧⋅-⎪⎪⎨+⎪=⋅-⎪⎩>设2x =t (t >0),则(a -1)t 2―43at ―1=0只有一解.当a ―1>0时,设h (t )=(a ―1)t 2―43at ―1,∵ h (0)=―1<0,∴ 恰好有一正解.∴ a >1满足题意.当a ―1=0,即a =1时,不满足题意.当a ―1<0,即a <1时,由Δ=(―43a )2+4(a ―1)=0,得a =―3或a =34.当a =―3时,t =12满足题意.当a =34时,t =―2(舍去).综上所述,实数a 的取值范围是{a |a >1或a =―3}. 16.解:令log a x =t (t ∈R ),则x =a t ,∴ f (t )=a a 2-1(a t -a -t ),∴ f (x )=aa 2-1(a x -a -x ).∵ f (-x )=aa 2-1(a -x -a x )=-f (x ),∴ f (x )是R 上的奇函数.当a >1时,aa 2-1>0,y =a x 是增函数,y =-a -x 是增函数,∴ f (x )是R 上的增函数;当0<a <1时,aa 2-1<0,y =a x 是减函数,y =-a -x 是减函数,∴ f (x )是R 上的增函数.综上所述,当a >0且a ≠1时,f (x )是R 上的增函数. (1)由f (1-m )+f (1-m 2)<0,有f (1-m )<-f (1-m 2)=f (m 2-1),∴ ⎩⎪⎨⎪⎧1-m <m 2-1,-1<1-m <1,-1<m 2-1<1.解得m ∈(1,2).(2)∵ f (x )是R 上的增函数,∴ f (x )-4也是R 上的增函数. 由x <2,得f (x )<f (2),∴ f (x )-4<f (2)-4,要使f (x )-4的值恒为负数,只需f (2)-4≤0, 即a a 2-1(a 2-a -2)-4≤0,解得2-3≤a ≤2+3, ∴ a 的取值范围是2-3≤a ≤2+3且a ≠1.。
陶瓷基板的用途
陶瓷基板的用途陶瓷基板可以广泛应用于许多领域,包括电子、照明、能源、医疗、马达、新材料等。
下面将分别从分类和应用领域两个方面进行具体介绍。
一、分类1.氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板具有高温稳定性、高硬度、高机械强度、耐腐蚀等优点,主要应用于高功率LED、电源、变频器、电子产品等领域。
氟化铝陶瓷基板是一种新型材料,具有优良的高温、高压、高抗化学腐蚀性能,主要应用于电子、化学、航空航天等领域。
锆氧化物陶瓷基板具有高温稳定性、热膨胀系数低、介电常数小等优点,主要应用于陶瓷电容器、热敏电阻、高速通讯等领域。
二、应用领域1.电子领域陶瓷基板广泛应用于电子产品中,如手机、平板电脑、电视机等。
它可以作为印制电路板的基板,提供电子元器件的位置和电子信号的传输。
2.照明领域陶瓷基板在LED照明领域应用广泛,它可以作为LED芯片的支撑平台,提供良好的电性能和热性能,能够有效地解决LED照明产品的散热问题。
3.能源领域陶瓷基板在太阳能电池、燃料电池、电动车电池等能源领域有着重要的应用,它可以作为太阳能电池板和电池的组件,提供良好的机械强度和耐热性能。
4.医疗领域陶瓷基板在医疗器械领域应用广泛,例如骨科手术器械、牙科器械、听诊器等,它具有耐高温、抗酸碱、抗腐蚀等特性,可以耐受高温、高压的消毒处理。
5.马达领域6.新材料领域陶瓷基板在新材料领域的应用也日益增多,例如功能陶瓷、复合材料、纳米材料等。
它可以作为新材料的载体,提供良好的机械强度和热性能,有效地提高新材料的性能和使用寿命。
总之,陶瓷基板具有广泛的应用前景和重要的应用价值,在不同的领域都发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步和发展,陶瓷基板的应用范围和应用价值还将不断扩大和提高。
陶瓷基板的主要材料体系
陶瓷基板的主要材料体系一、氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板是最常用的陶瓷基板之一,具有优良的电气绝缘性、耐热性和化学稳定性。
它主要由氧化铝陶瓷材料构成,具有高强度、高刚性和优良的机械性能。
氧化铝陶瓷基板适用于多种应用场景,如高功率电子器件的散热、微波器件的封装以及各种需要高绝缘性、耐高温和机械强度的场合。
二、氮化硅陶瓷基板氮化硅陶瓷基板是一种高性能的陶瓷基板,具有优异的电气绝缘性、耐热性和耐磨性。
它的主要材料是氮化硅陶瓷,具有高强度、高刚性和优良的机械性能。
氮化硅陶瓷基板适用于高电压、大功率电子器件的散热和封装,以及需要高耐热性和机械强度的场合。
三、碳化硅陶瓷基板碳化硅陶瓷基板是由碳化硅陶瓷材料构成的一种高性能陶瓷基板,具有优异的电气绝缘性、耐热性和化学稳定性。
它的机械性能和耐热性能优良,适用于高功率、高温环境下的应用。
碳化硅陶瓷基板被广泛应用于大功率电子设备、半导体封装、汽车引擎控制部件等领域。
四、氧化锆陶瓷基板氧化锆陶瓷基板是由氧化锆陶瓷材料构成的一种陶瓷基板,具有高强度、高刚性和优良的机械性能。
它的电气绝缘性、耐热性和化学稳定性均较好,适用于多种需要高绝缘性、耐高温和机械强度的应用场景。
氧化锆陶瓷基板被广泛应用于电子器件的散热、微波器件的封装以及高温炉具等领域。
五、玻璃陶瓷基板玻璃陶瓷基板是一种由玻璃陶瓷材料制成的陶瓷基板,具有优异的电气绝缘性、耐热性和化学稳定性。
它的机械性能和加工性能优良,适用于多种需要高绝缘性、耐高温和机械强度的应用场景。
玻璃陶瓷基板被广泛应用于半导体封装、高温炉具、照明设备等领域。
六、氮化铝陶瓷基板氮化铝陶瓷基板是一种高性能的陶瓷基板,主要由氮化铝陶瓷材料构成,具有优异的电气绝缘性、耐热性和机械性能。
它的热导率高,适用于高功率电子器件的散热和封装。
氮化铝陶瓷基板被广泛应用于高功率电子设备、半导体封装、高温炉具等领域。
七、碳化铌陶瓷基板碳化铌陶瓷基板是一种由碳化铌陶瓷材料制成的陶瓷基板,具有优异的电气绝缘性、耐热性和化学稳定性。
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
一、什么是氧化铝陶瓷板?
氧化铝陶瓷板是一种由氧化铝粉料和有机粘合剂制成的新型材料,由
于材料本身具有抗酸、抗碱、耐热以及耐腐蚀性,因此在现代工业中得到
了广泛的应用。
氧化铝陶瓷板具有良好的抗破坏性,优良的抗腐蚀性,强
度高,裁剪精确,表面美观等优点,因此在电子、化工、石油、热力、火
力及其他工业中得到了广泛的应用。
二、氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程
1、预处理:氧化铝陶瓷基板在进行加工前,首先需要经过预处理,
包括翻板、切割、打磨和橡胶头磨光等操作,以确保加工的质量和设备的
寿命。
2、切割:在切割加工中,钻孔铣削机将氧化铝陶瓷基板上需要铣削
的图形特征完美地切割出来,以保证良好的加工质量。
3、二次处理:在这一步,工人们将氧化铝陶瓷基板进行二次处理,
这样可以使切割出来的图形特征更加完美,同时也可以减少基板表面的磨损。
4、风压成型:通过选用风压机成型可以使基板表面的缺陷更加精细,使基板本身具有良好的加工精度和抗破坏性。
5、型材压延:型材压延是为了去除基板表面的毛刺、裂缝、局部凹
凸等不规则,使基板表面更加光滑。
氧化铝陶瓷基板的使用要求
氧化铝陶瓷基板的使用要求氧化铝陶瓷基板是一种常用的电子陶瓷材料,具有优异的绝缘性能、高温稳定性和机械强度。
在电子行业中,氧化铝陶瓷基板被广泛应用于电路板、散热器、基站天线等领域。
为了确保氧化铝陶瓷基板的正常使用和性能发挥,下面是一些使用要求的介绍。
使用氧化铝陶瓷基板时,需要注意避免过高的温度。
虽然氧化铝陶瓷基板具有较高的耐高温性能,但过高的温度仍然会对其性能造成破坏。
因此,在使用过程中,应尽量控制温度在基板所能承受的范围内,避免过热。
使用氧化铝陶瓷基板时,需要避免剧烈的冷热变化。
由于氧化铝陶瓷基板的热膨胀系数较低,与其他材料的热膨胀系数差异较大,如果频繁地经历剧烈的冷热变化,容易导致基板产生应力集中,从而影响其性能和寿命。
因此,在使用过程中,应避免频繁的冷热变化,尽量保持稳定的工作温度。
使用氧化铝陶瓷基板时,需要注意避免强烈的机械冲击和振动。
由于氧化铝陶瓷基板的机械强度较高,能够承受一定的力量,但过大的冲击和振动仍然会对其造成损坏。
因此,在安装和使用过程中,应尽量避免对基板施加过大的力量,确保其安全稳定地运行。
使用氧化铝陶瓷基板时,需要注意避免接触腐蚀性物质。
虽然氧化铝陶瓷基板具有良好的化学稳定性,但某些腐蚀性物质仍然会对其产生损害。
因此,在使用过程中,应避免将基板暴露在腐蚀性物质中,以免对其造成不可逆的损坏。
使用氧化铝陶瓷基板时,需要注意合理的保养和维护。
定期清洁基板表面的污垢和灰尘,确保其表面光洁度和绝缘性能。
同时,对于长时间不使用的基板,应妥善保存,避免受潮、受尘或受其他污染物影响。
通过以上的介绍,我们可以了解到使用氧化铝陶瓷基板需要注意的一些要求。
合理控制温度,避免剧烈的冷热变化,避免强烈的机械冲击和振动,避免接触腐蚀性物质,并进行适当的保养和维护,都能够确保氧化铝陶瓷基板的正常使用和性能发挥。
只有在遵守这些要求的前提下,才能更好地利用氧化铝陶瓷基板的优势,提高其在电子行业中的应用效果。
陶瓷基板的种类特性与工艺
缺点: 应用:在电子线路的设计和制造非常 需要这些的性能,因此陶瓷被广泛用 于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材 料,还可以用作绝缘体,在热性能要 求苛刻的电路中做导热通路以及用来 制造各种电子元件。 深圳盛宴实业投资有限公司
2015-1-16
一、陶瓷材料的比较— 氧化铝和氮化铝 氧化铝 氮化铝
地位:到目前为止,氧化铝基板是电 子工业中最常用的基板材料。
4.在工艺温度与裕度的考量, DPC的工艺温度仅需 250~350℃左右的温度即可 完成散热基板的制作,完全 避免了高温对于材料所造成 的破坏或尺寸变异的现象, 也排除了制造成本费用高的 问题。
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三、陶瓷基板的特性——工艺能力
工艺能力,主要是表示各种散热基板的金属线路是以何种工艺技术完成,由于线路制造/成型的方法直接 影响了线路精准度、表面粗糙镀、对位精准度…等特性,因此在高功率小尺寸的精细线路需求下,工艺 分辨率便成了必须要考虑的重要项目之一。
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三、陶瓷基板的特性
陶瓷散热基板特性比较中,主要选取散热基板的:(1)热传导率、 (2)工艺温度、(3)线路制作方法、(4) 线径宽度,四项特性作进一步的讨论:
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三、陶瓷基板的特性——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的一种能力,数值愈高代表其散热能力愈 好。LED散热基板最主要的作用就是在于,如何有效的将热能从LED芯片传导到系统散热,以降低LED 芯 片的温度,增加发光效率与延长LED寿命,因此,散热基板热传导效果的优劣就成为业界在选用散热基 板时,重要的评估项目之一。
直接敷铜陶瓷基板最初的研究就是为了解决大电 流和散热而开发出来的,后来又应用到AlN陶瓷的 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: 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;
氧化铝陶瓷基板
本文转至“微波绘”公众号。
氧化铝,化学式为 Al2O3,估计很多做民用通信的老师们接触这 个比较少一点,这个在微波工程领域,氧化铝陶瓷是一种很好的电路
基板材料,和 Rogers、arlon 公司的 5880、4350 等材料类似,不过是
陶瓷粉料煅烧、成型、研磨而成,使用陶瓷材料,大大提高了基板的
散热能力,缺点是质地较脆,使用时需要特别注意。
根据 Al2O3 的纯度,又分了 99 瓷(99.5%),96 瓷(96%)及其它 各种纯度的材料,纯度越高,材料的综合性能越好,现在 99 瓷大部
分都采用进口京瓷、TDK 等厂家的材料。
传统结构及工艺
混合结构及工艺
小型化的结构 及工艺
射频电路
功能芯片 功能电路 及芯片固 定
器件互连
系统热稳 定 产品体积 稳定性
聚四氟乙烯薄铜板、 ROGERS 的陶瓷粉填 充聚四氟乙烯薄铜 板、 ROGERS 的陶瓷粉热 固性树脂薄铜板等 印制电路 封装型式 机械连接、锡焊、导 电胶
铜线焊接
一般 大 一般
聚四氟乙烯薄铜板、ROGERS 的陶瓷粉填充聚四氟乙烯 薄铜板、 ROGERS 的陶瓷粉热固性树 脂薄铜板等印制电路 厚膜电路制做部分高频电 路; 封装或裸芯片
好
小 很好
96 瓷常用于 LED、高温共烧电路及厚膜电路中。96 瓷的材料参 数:
这种材料在中低频集成电路封装方面用途较多,采用高温共烧 (HTCC)的方式与铜、钼等金属浆料共烧为一体,形成材料为钼酸铝 铜或铝酸铜、厚度大于 10μm 的导体线路层:
99 瓷价格更高,经过研磨和抛光,拥有更高的表面光洁度,常 用于微波集成电路(MIC),是一种高性能的微波电路基材,材料介电 常数 9.8,常用来制作微波薄膜电路(Microwave Thin Film circuits), 可大大减小电路尺寸。99 瓷的材料参数:
氮化铝和氧化铝陶瓷基板
氮化铝和氧化铝陶瓷基板1. 简介氮化铝(AlN)和氧化铝(Al2O3)是两种常见的陶瓷材料,它们具有优异的热导率、电绝缘性能和机械强度,因此被广泛应用于电子、光电子和高功率器件等领域。
本文将详细介绍氮化铝和氧化铝陶瓷基板的特性、制备方法以及应用领域。
2. 氮化铝陶瓷基板2.1 特性氮化铝陶瓷基板是一种具有高导热性和优异机械强度的材料。
其具体特性如下:•高导热性:氮化铝具有较高的热导率(约170-230 W/m·K),能够有效地散发器件产生的热量,提高器件的散热效果。
•低CTE:氮化铝的线膨胀系数(CTE)较低,与硅片等材料匹配良好,减少因温度变化引起的应力。
•优异机械强度:由于其晶体结构的特殊性,氮化铝具有较高的抗弯强度和抗压强度,能够在高温和高压环境下保持稳定性。
•优良的电绝缘性:氮化铝是一种优良的电绝缘材料,能够有效地隔离器件之间的电流。
2.2 制备方法氮化铝陶瓷基板的制备方法主要包括热压烧结法和化学气相沉积法。
•热压烧结法:将预制的氮化铝粉末在高温高压条件下进行烧结,使其形成致密的陶瓷基板。
这种方法制备出来的基板具有较高的密度和机械强度。
•化学气相沉积法:通过将金属有机化合物蒸发在基板表面,并与氨反应生成氮化物,从而在基板上沉积出薄膜。
这种方法可以制备出较薄且表面光滑的氮化铝陶瓷基板。
2.3 应用领域由于其优异的导热性、电绝缘性和机械强度,氮化铝陶瓷基板被广泛应用于以下领域:•电子器件:氮化铝陶瓷基板可以作为高功率电子器件的散热基板,提高器件的散热性能,延长器件的使用寿命。
•光电子器件:氮化铝陶瓷基板具有优异的光学性能,可以用于制备光电子器件中的光学窗口、反射镜等组件。
•半导体封装:氮化铝陶瓷基板可作为半导体封装材料,用于制备高功率封装模块和LED封装等产品。
•太阳能电池:氮化铝陶瓷基板具有较好的耐高温性能和机械强度,可以作为太阳能电池的基底材料。
3. 氧化铝陶瓷基板3.1 特性氧化铝陶瓷基板是一种常见的绝缘材料,具有以下特性:•优良的绝缘性:氧化铝具有较高的介电常数和体积电阻率,可以有效地隔离器件之间的电流。
陶瓷新材料—氧化铝陶瓷
表5 92MQ
滚制球的理化性能 90MQ 88MQ
Fe2O3 ( %) ≤0. 2 Al2O3 ( %) ≥92 ≥90 莫氏硬度 9 耐冲击性 经耐冲击性、磨耗试验无裂痕、无破碎 体积密度(gP. ) ≥3. 50 ≥3. 45 耐磨系数(gP. ·h) ≤0. 80 ≤1. 00
≥88
≥3. 40 ≤1. 20
工业氧化铝的3 项主要杂质成分中,Na2O 及Fe2O3 将降低氧化铝瓷件的电性能,Na2O 的含量应<0. 5 %~0. 6 % ,Fe2O3 含量应< 0. 04 %。另外,在电真空瓷件中,工业氧化铝不
得含有氯化物、氟化物等,因为它们能侵蚀电真空装置。 1. 2 电熔刚玉 电熔刚玉是以工业氧化铝或富含铝的原料在电弧炉中熔融,缓慢冷却使晶体析晶出来, 其Al2O3 含量可达99 %以上,Na2O 含量可减少至0. 1 %~0. 3 %。电熔刚玉的矿物组成主要 是α- Al2O3 ,纯正的电熔刚玉呈白色,称为白刚玉;熔制时加入氧化铬,可制成红色的铬刚玉; 加入氧化锆时可制成锆刚玉;电熔刚玉中含有TiO2 则称钛刚玉。 这一系列的电熔刚玉由于熔 点高、硬度大,是制造高级耐火材料、高硬磨料磨具的优质原料(刚玉熔点为2 050 ℃,莫氏 硬度为10) 。 1. 3 氧化铝的主要晶型 氧化铝具有多种晶体结构,大部分是由氢氧化铝脱水转变为稳定结构的α- Al2O3 时所 生成的中间相,它们的结构是不完整的,在高温下是不稳定的,最后都转变成α- Al2O3 。据 文献报道,已有α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、κ、λ、ρ及无定型氧化铝等12 种,最 为常见的有α-Al2O3 、β- Al2O3 和γ- Al2O3 3 种。 α- Al2O3 俗称刚玉,属三方柱状晶体,晶体结构中氧离子形成六方最紧密堆积,铝离子 则在6 个氧离子围成的八面体中心。由于α- Al2O3 具有熔点高,硬度大,耐化学腐蚀,优良 的介电性,是氧化铝各种型态中最稳定的晶型,也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。 用α - Al2O3 为原料制备的氧化铝陶瓷材料,其机械性能、高温性能、介电性能及耐化学腐蚀性 能都是非常优异的。 β- Al2O3 实际上不是氧化铝的变体,而是一种含碱金属( 或碱土金属) 的铝酸盐( 其 通式为R2O ·11Al2O3 ,或RO·6Al2O3 ) 。β- Al2O3 是一种不稳定的化合物,加热时,会分 解生成Na2O (或RO) 和α- Al2O3 ,Na2O 则挥发逸出。其分解温度取决于高温煅烧时的气氛 和压力,在空气或氢气中1 200 ℃便开始分解,超过1 650 ℃则剧烈挥发。 其中的Naβ- Al2O3 具有层状结构,Na + 能在层间(即垂直于C 轴的松散堆积平面内) 迁移、扩散和离子交换, 在层间的方向具有较高的离子导电能力和松弛极化现象,可作为钠硫电池的导电隔膜材料; 而在平行于C 轴的方向上Na + 不能扩散,沿C 轴方向很小甚至无离子电导。由于β- Al2O3 的结构,具有明显的离子导电能力和松弛极化现象,介质损耗大,电绝缘性能差,在制造无线 电陶瓷时不允许β- Al2O3 的存在。 γ- Al2O3 是氧化铝的低温形态,由制备工业氧化铝的中间产物———氢氧化铝经煅烧 而得。 其结构疏松,易于吸水,且能被酸碱溶解,性能不稳定,不适于直接用来生产氧化铝陶瓷 可采用适当的添加剂对γ-Al2O3 进行高温煅烧,使γ- Al2O3 不可逆转的变为α-Al2O3 (950~1 500 ℃) ,此过程伴随着14. 3 %的体积收缩,使用煅烧收缩后得到的α- Al2O3 生 产氧化铝陶瓷,有利于产品尺寸的控制和减少产品的开裂。 1. 4 氧化铝原料的应用途径 氧化铝除了作为陶瓷原料的主要成分,在陶瓷行业中广泛应用外,在其他行业也有广泛用途。 按氧化铝制备过程的主要产品简单介绍如下: 铝矾土→直接用于制备陶瓷、耐火材料等 (约含Al2O3 60 %~85 % ,矿物组成以一水硬铝石为主) ↓化学法 氢氧化铝→用于制备陶瓷色釉料等 ↓煅烧 高级宝石及 ←工业氧化铝(γ- Al2O3 ) →用于制备陶瓷色釉料 透明刚玉 ↓ ↓ 铝锭冶炼等 电弧炉熔融↓ ↓煅烧 用于制造高级耐火材←电熔刚玉 α- Al2O3 →用于制备高
什么是氧化铝陶瓷基板 氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类
什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类氧化铝陶瓷基板在很多行业发挥重要的作用,近几年的增长非常快,无论是高校、研发机构、还是产品终端企业都开启了陶瓷基板pcb的研发和生产。
氧化铝陶瓷基板是陶瓷基板的一种,导热性好、绝缘性、耐压性都很不错,因为受欢迎。
今天小编来分享一下:什么是氧化铝陶瓷基板以及氧化铝陶瓷基板都有哪些种类。
一,什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板核心成分是三氧化二铝陶瓷为主体的陶瓷材料,氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷基板是一种用途广泛的陶瓷基板,因为其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能行业领域的需要。
氧化铝陶瓷分为普通型、纯高型两种:普通型氧化铝陶瓷基板系按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高纯型氧化铝陶瓷基板系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。
氧化铝陶瓷基板导热率氧化铝陶瓷基板的导热率很高,一般在30W~50W 不等,板材厚度越薄,导热更好,板厚越厚则导热相对稍低。
但是整理的导热效果是普通PCB板的100倍甚至更多。
氧化铝陶瓷基板膨胀系数氧化铝陶瓷基板因为是陶瓷基材质,所属无机材料,硬度较大。
耐压,膨胀系数低,一般不易变形。
更多氧化铝陶瓷基板优势咨询金瑞欣特种电路。
二,氧化铝陶瓷基板的种类主要分为以下几类:1,薄膜氧化铝陶瓷基板一般采用是DPC薄膜工艺制作的三氧化二铝陶瓷基板,主要精密度较高,可以加工精密线路。
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和方法与普通的电路板是否一样?氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?相信关注氧化铝陶瓷基板的企业或者技术采购人员也是比较关注的。
今天小编全面分享一下这其中的“故事”。
一,氧化铝陶瓷基板加工工艺目前市面上采用的氧化铝陶瓷基板大多采用薄膜工艺、厚膜工艺,DBC工艺、HTCC 工艺和LTCC工艺。
氧化铝陶瓷基板薄膜工艺薄膜法是微电子制造中进行金属膜沉积的主要方法,其中直接镀铜(Direct plating copper)是最具代表性的。
直接镀铜(DPC),主要用蒸发、磁控溅射等面沉积工艺进行基板表面金属化,先是在真空条件下溅射钛,铬然后再是铜颗粒,最后电镀增厚,接着以普通pcb工艺完成线路制作,最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度。
DPC工艺适用于大部分陶瓷基板,金属的结晶性能好,平整度好,线路不易脱落,且线路位置更准确,线距更小,可靠性稳定等优点。
氧化铝陶瓷DBC工艺陶瓷覆铜板英文简称DBC,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,但是无法过孔,精度差,表面粗糙,由于线宽,只能适用于间距大的地方,不能做精密的地方,并且只能成批生产无法实现小规模生产。
HTCC工艺就是采用的高温共烧工艺,HTCC陶瓷发热片就是高温共烧陶瓷发热片,是一以采用将其材料为钨、钼、钼\锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92~96%的氧化铝流延陶瓷生坯上,4~8%的烧结助剂然后多层叠合,在1500~1600℃下高温下共烧成一体,从而具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合欧盟RoHS等环保要求。
氧化铝陶瓷基板规格书
氧化铝陶瓷基板规格书氧化铝陶瓷基板是一种具有优异性能和广泛应用的陶瓷材料。
下面是一个关于氧化铝陶瓷基板的规格书,详细介绍了其材料特性、尺寸、表面处理、机械性能等方面的信息。
1.材料特性:氧化铝陶瓷基板具有以下主要特性:-高温稳定性:氧化铝陶瓷基板具有出色的高温稳定性,能够在高温环境下长时间运行而不发生变形或损坏。
-耐腐蚀性:氧化铝陶瓷基板能够抵抗多种化学物质的侵蚀,可以用于酸碱等特殊环境中。
-电气绝缘性:氧化铝陶瓷基板具有优异的绝缘性能,适用于高压、高频、高电流等电子组件的应用。
-导热性:氧化铝陶瓷基板具有良好的导热性能,可散热,适合高功率电子元件的散热需求。
2.尺寸:氧化铝陶瓷基板的尺寸可以根据客户需求进行定制,以下是常见的规格范围:-厚度:0.25mm - 5mm-长度:10mm - 1000mm-宽度:10mm - 500mm3.表面处理:氧化铝陶瓷基板在生产过程中可以进行不同的表面处理,以满足不同的应用需求,常见的表面处理方法包括:-光亮处理:通过机械或化学方法将表面抛光,使其光滑、细腻。
-雾化处理:通过高压水流或气流将表面喷砂,形成颗粒状的表面,增加摩擦力。
-化学处理:通过表面涂覆化学物质进行特殊处理,如改变表面电性能、增强抗腐蚀能力等。
4.机械性能:氧化铝陶瓷基板具有良好的机械性能,具体表现如下:-抗拉强度:大于150MPa-抗压强度:大于1200MPa-弯曲强度:大于300MPa-硬度:Mohs硬度大于9-导热系数:20 - 30W/(m·K)总结:氧化铝陶瓷基板是一种优质、高性能的陶瓷材料。
其具有高温稳定性、耐腐蚀性、电气绝缘性和良好的导热性能。
尺寸可以根据客户需求进行定制,常见的表面处理包括光亮处理、雾化处理和化学处理。
机械性能方面,氧化铝陶瓷基板具有较高的抗拉强度、抗压强度、弯曲强度和硬度,导热系数适用于高功率电子元件的散热需求。
希望以上规格书对您了解氧化铝陶瓷基板有所帮助。
七个方面让你全面了解氧化铝陶瓷基板的优势和应用
七个方面让你全面了解氧化铝陶瓷基板的优势和应用氧化铝陶瓷基板是一种具有特殊优势的材料,广泛应用于电子、机械、光学等领域。
下面将从七个方面介绍氧化铝陶瓷基板的优势和应用。
首先,氧化铝陶瓷基板具有优异的导热性能。
由于其高热导率(约30~35W/m·K),氧化铝陶瓷基板能够迅速将热量传递到周围环境,从而提高电子器件的散热能力。
因此,氧化铝陶瓷基板常被用作高功率电子元器件、半导体器件、功率模块等的散热基板。
其次,氧化铝陶瓷基板具有良好的绝缘性能。
氧化铝陶瓷基板具有很高的绝缘电阻和击穿电压,能够有效地隔离各种电子元器件,保护其不受外界电磁干扰和电荷积累的影响。
因此,氧化铝陶瓷基板经常用于高频电子器件、微波设备、高电压设备等。
第三,氧化铝陶瓷基板具有优异的化学稳定性。
氧化铝陶瓷基板具有良好的耐腐蚀性,不易受到酸、碱等化学物质的侵蚀。
这使得氧化铝陶瓷基板在化学、生物工艺等领域有着广泛的应用,如化学反应器、生物传感器、医疗仪器等。
第四,氧化铝陶瓷基板具有优异的机械性能。
氧化铝陶瓷基板具有较高的硬度和强度,能够耐受较大的压力和冲击力。
这使得氧化铝陶瓷基板在机械加工、制造业等领域有着广泛的应用,如机械密封件、磨料磨具、切割工具等。
第五,氧化铝陶瓷基板具有良好的稳定性。
氧化铝陶瓷基板在高温、低温等恶劣环境中仍能保持其性能稳定。
因此,氧化铝陶瓷基板经常用于高温电子器件、高温传感器、高温反应器等。
第六,氧化铝陶瓷基板具有优异的耐磨性和耐磨性。
由于其较高的硬度,氧化铝陶瓷基板能够耐受摩擦、磨损等外力,不易磨损和破损。
因此,氧化铝陶瓷基板在磨擦材料、磨料磨具、陶瓷工具等领域有着广泛的应用。
最后,氧化铝陶瓷基板具有良好的光学性能。
氧化铝陶瓷基板对光的透过性和反射性均较好,能够有效地传递和反射光线。
因此,氧化铝陶瓷基板常被用作光学玻璃、光学导光板、激光器件等。
综上所述,氧化铝陶瓷基板具有导热性能、绝缘性能、化学稳定性、机械性能、稳定性、耐磨性和光学性能等优势,广泛应用于电子、机械、光学等领域。
氧化铝陶瓷电路板的应用市场在哪里呢?
氧化铝陶瓷电路板的应用市场在哪里呢?陶瓷电路板一般分氧化铝陶瓷板和氮化铝陶瓷板,氮化铝陶瓷板一半多用在大功率上面,而小功率则多用金属基板或者玻纤板。
目前在很多领域用氧化铝陶瓷搬到也是很多的,属于与中高端的部分,那么氧化铝陶瓷基板的市场在哪里呢?首先总结一下氧化铝陶瓷电路板的特性: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。
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。
2.硬度大,耐压性好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。
3.重量轻氧化铝陶瓷密度为3.5g/cm3,仅为钢铁的一半,可大大减轻设备负荷。
性能符合Q/OKVL001-2003技术标准,耐磨陶瓷主要技术指标氧化铝含量≥95%、密度≥3.5g/cm3、洛氏硬度≥80HRA、抗压强度≥850Mpa、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。
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。
氧化铝陶瓷电路板,就是生产在中等功率这方面的,它既不能直接对比铝基板也不能那氮化铝基板来比,想法铝基板的性能升级则需要陶瓷电路板,但是用到氮化铝陶瓷板有没有必要,除非大功率还是用氮化铝陶瓷板放心,毕竟是氧化铝陶瓷基板的导热的7都10倍。
2022-2028年中国氧化铝陶瓷基板行业市场现状调研及前瞻分析报告
智研瞻产业研究院专注于中国产业经济情报及研究,目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。
涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子、农林牧渔等领域,还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。
产品概述氧化铝陶瓷基板核心成分是三氧化二铝陶瓷为主体的陶瓷材料,氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
氧化铝陶瓷基板因其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能行业领域的需要。
氧化铝陶瓷基板一般是指以氧化铝为主要原料,主要为氧化铝晶相,氧化铝含量在各类陶瓷中的75%以上,原料来源丰富,成本低、机械强度和硬度高,绝缘性能好并具有热冲击性能好、耐化学腐蚀、尺寸精度高、与金属附着力好等优点,是一种综合性能较好的陶瓷基板材料。
氧化铝陶瓷基板广泛应用于电子工业,占陶瓷基板总量的90%,已成为电子工业不可缺少的材料。
氧化铝陶瓷基板虽然产量大应用广泛,但由于其导热率比单晶硅高,在高频、大功率和超大规模集成电路的应用上受到限制。
陶瓷基板的现状与发展分析随着近年来科技不断升级,芯片输入功率越来越高,对高功率产品来讲,其封装基板要求具有高电绝缘性、高导热性、与芯片匹配的热膨胀系数等特性。
伴随着功率器件(包括LED、LD、IGBT、CPV 等) 不断发展,散热成为影响器件性能与可靠性的关键技术。
对于电子器件而言,通常温度每升高10°C,器件有效寿命就降低30% ~ 50%。
因此,选用合适的封装材料与工艺、提高器件散热能力就成为发展功率器件的技术瓶颈。
以大功率LED 封装为例,由于输入功率的70%-80%转变成为热量(只有约20%-30% 转化为光能),且LED 芯片面积小,器件功率密度很大(大于100W/cm2),因此散热成为大功率LED 封装必须解决的关键问题。
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氧化铝陶瓷基板简
陶瓷(AL2O3)基板简介
产品简介:
本产品是由贵金属所构成的高传导介质电路与高热传导系数绝缘材料结合而成的高热传导基板。
可又效解决PCB与铝基板低导热的问题。
达到有效将高热电子元件所产生的热导出,增加元件稳定度及延长使用寿命。
产品特性:
●不需要变更原加工程序
●优秀机械强度
●具良好的导热性
●具耐抗侵蚀
●具耐抗侵蚀
●良好表面特性,优异的平面度与平坦度
●抗热震效果佳
●低曲翘度
●高温环境下稳定性佳
●可加工成各种复杂形状
陶瓷(AL2O3)基板与铝基板比较表
陶瓷(AL2O3)基板铝基板
高传导介378~429W/(m·K)陶瓷(AL2O3)24~51W/(m·K)铜箔390~401W/(m·K)绝缘体0.8~2.2W/(m·K)铝板210~255W/(m·K)
直接导热绝缘层阻绝导热
陶瓷(AL2O3)基板与其他厂陶瓷(AL2O3)基板比较表
陶瓷(AL2O3)基板其他厂陶瓷(AL2O3)基板
高传导介质378~429W/(m·K)陶瓷(AL2O3)板24~51W/(m·K)铜箔390~401W/(m·K)陶瓷(AL2O3)板
24~51W/(m·K)
1.2XX°C-350°C电路正常
2.高温加热锡盘450°C40秒电路正常
3.制作过程不需酸洗,无酸的残留
4.电阻率为1.59x10^-8Ω.m
1.2XX°C-350°C电路剥离或被锡溶解
2.高温加热锡盘450°C40秒电路剥离
3.制作过程需酸洗,会由酸性物质残留,
会造成线路氧化及剥离
应用:
●LED照明用基板、高功率LED基板
●PC散热、IC散热基板、LED电视散热基板●半导体及体集成电路的散热基板
●可替代PCB及铝基板
应用实例:
●10W LED球灯经红外线热像测温仪检测
●点灯时间超过72小时
●环境温度28.4°C
●内壁温度60°C
点编号温度X Y 附注
1 84.57 114 58 全面积最高温
2 84.08 229 119
3 82.27 118 181
4 64.07 168 183
点编号温度X Y 附注
1 53.31 117 143 全面积最高温
2 52.78 138 155
3 45.86 166 186
4 51.89 20
5 159
陶瓷基板与铝基板比较图
陶瓷基板种类及比较:
系统电路板的种类包括:
1.铝基板(MCPCB)
2.印刷电路板(PCB)
3.软式印刷电路板(FPC)
陶瓷基板种类主要有:
1.高温熔合陶瓷基板(HTFC)
2.低温共烧多层陶瓷(LTCC)
3.高温共烧多层陶瓷(HTCC)
4.直接接合铜基板(DBC)
5.直接镀铜基板(DPC)
1-1 HTFC(Hight-Temperature Fusion Ceramic)
HTFC 称为高温熔合陶瓷基板,将高温绝缘性及高热传导的AL2O3或AIN陶瓷基板的单面或双面,运用钢板移印技术,将高传导介质材料印制成线路,放置于850~950°C的烧结炉中烧结成型,即可完成。
2-1 LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic)
LTCC 又称为低温共烧多层陶瓷基板,此技术须先将无机的氧化铝粉与越30%~50%的玻璃材料加上有机粘结剂,使其混合均匀称为为泥装的浆料,接着利用刮刀把浆料刮成片状,再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生胚,然后依各层的设计钻导通孔,作为各层讯号的传递,LTCC 内部线路则运用网版印刷技术,分别于生胚上做填孔及印制线路,内外电极则可分别使用银、铜、金等金属,最后将各层做叠层动作,放置于850~900°C的烧结炉中烧结成型,即可完成。
3-1 HTCC(Hight-Temperature Co-fired Ceramic)
HTCC 又称为高温共烧多层陶瓷,生产制造过程与LTCC极为相似,主要的差异点在于HTCC的陶瓷粉末并无玻璃材质,因此,HTCC必须在高温1200~1600°C环境下干燥硬化成生胚,接着同样钻上导通孔,以网版印刷技术填孔于印制线路,因其共烧温度较高,使得金属导体材料的选择受限,其主要的材料为熔点较高但导电性却较差的钨、钼、锰…等金属,最后再叠层烧结成型。
4-1 DBC(Direct Bonded Copper)
DBC 直接接合铜基板,将高绝缘性的AL2O3或AIN陶瓷基板的单面或双面覆上铜金属后,经由高温1065~1085°C的环境加热,使铜金属因高温氧化,扩撒与AL2O3材质产生(Eutectic)共晶熔体,是铜金属陶瓷基板粘合,形陶瓷复合金属基板,最后依据线路设计,以蚀刻方式备至线路。
5-1 DPC(Direct Plate Copper)
DPC也称为直接镀铜基板,先将陶瓷基板做前处理清洁,利用薄膜专业制造技术—真空镀膜方式于陶瓷基板上溅镀于铜金属复合层,接着以黄光微影的光阻被覆曝光,显影,蚀刻,去膜制程完成线路制作,最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度,待光阻移除后即完成金属化线路制作。
3、陶瓷导热基板特性
在了解陶瓷散热基板的制造方法后,接下来将进一步的探讨各个散热基板的热性具有哪有差异,而各项特性又分别代表了什么样的意义,为何会影响散热基板在应用时必须作为考量的重点,以下表一陶瓷导热基板特性比较中,本文取了导热基板的:(1)热传导率、(2)制程温度、(3)线路制作方法、(4)线径宽度、(5)制作线路是否需要酸洗或蚀刻、(6)陶瓷基板是否会残留酸、(7)焊点加工温度、(8)线路工作环境温度,八项特性作进一步的讨论:
表一、陶瓷导热板特性比较
Item HTFC LTCC HTCC DBC DPC
热传导系数(W/mK)AL2O3:20~51
(W/mK)
AIN:170~220
(W/mK)
2~3(W/mK)16~17(W/mK)AL2O3:20~51
(W/mK)
AIN:170~220
(W/mK)
AL2O3:20~51
(W/mK)
AIN"170~220
(W/mK)
操作环境温度850~950°C 850~900°C 1300~1600°C 1065~1085°C 250~350°C 线路制作方式薄膜印刷厚膜印刷厚膜印刷微影制程微影制程线径宽度150um 150um 150um 150um 10~50um 酸洗蚀刻不需要不需要不需要需要需要
残留酸无无无有(会侵蚀线
路)有(会侵蚀线
路)
焊点加工450°C/40秒线
路正常
2XX°C~450°C/3~5秒线路剥离或被锡溶解(不可烙铁加工)
线路工作环境温
度800°C线路表
面轻微碳化仍
可正常运作
800°C线路完全剥离或完全碳化无法运作
4、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的一种能力,数值越高代表其导热能力越好。
LED导热基板最主要的作用就是在于,如何有效的将热能从LED晶粒传导到散热系统,以降低LED晶粒的温度,增加发光效率与延长LED寿命,因此,导热基板热传导效果的优劣就将成为业界在选用导热基板时重要的评估项目之一。
检视表一,由把重陶瓷散热基板的比较可明显看出,虽然AL2O3材料的热传导率约在20~51(W/mK)之间,LTCC为降低其烧结温度而添加了30%~50%的玻璃材料,使其热传导率降至20~51(W/mK)左右;而HTCC因其普通共烧温度略低于纯AL2O3基板的烧结温度,而使其因材料密度较低使得热传导系数低于AL2O3基板约在16~17(W/mK)之间。
一般来说,LTCC与HTCC导热效果并不如HTFC、DBC、DPC导热基板理想
以上文章部分取自于/knowledge_icprotect_20100318。