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氮化铝陶瓷电路板制备

  长期以来,绝大多数大功率混合集成电路的电路板材料一直沿用AL2O3和Beo陶瓷,但是AL2O3基板的导热率低、热膨胀系数与Si不太匹配;Beo虽然具有优异的综合性能,但其具有较高的生产成本和剧毒的缺点限制了它的应用推广。因此从性能、成本和环保等因素考虑,二者已不能满足现代电子功率器件的发展和需求。

  氮化铝陶瓷具备优异的综合性能,是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷,在多方面都有着广泛的应用前景,尤其是其具有高导热率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性,与硅相匹配的热膨胀系数及无毒性等优点,使其成为高密度、大功率和高速集成电路板与封装基板的理想材料。

 

  在氮化铝一系列重要性质中,最为显著的是高导热率。其主要机理为:通过点阵或晶格震动,即借助晶格波或热波进行传递。氮化铝陶瓷为绝缘陶瓷材料,对于绝缘陶瓷材料,热能以原子振动方式传递,属于声子导热,声子在它的导热过程中扮演者重要的角色。氮化铝热导率理论上可达320W(m·K),但由于氮化铝中有杂质和缺陷,导致氮化铝陶瓷电路板的导热率达不到理论值。氮化铝粉末中杂质主要是氧、碳,另外还有少量的金属离子杂质,在晶格中产生各种缺陷形式,这些缺陷对声子的散射会导致热导率。即便如此,氮化铝陶瓷电路板也是目前市场上导热率最高的电路板。

  陶瓷基板的成型主要有压膜、干压、和流延成型三种方法。其中以流延法成型生产效率最高,且易于实现生产的连续化和自动化,改善产品质量,降低成本,实现大批量生产,生产基板的厚度可以薄至于10μm以下,厚度1mm以上。流延成型是氮化铝陶瓷电路板向实用化转化的重要一步,有着重要的应用前景。

  流延成型工艺包括浆料制备、球磨、成型、干燥、剥离基带等过程,该工艺方法的特点是设备简单、工艺稳定、可连续操作、生产效率高、可实现自动化。流延法制备陶瓷基板对工艺要求非常严格,要制得性能良好的氮化铝陶瓷基板,必须对流程中的每一个工序做到最优化。影响氮化铝陶瓷电路板的因素有浆料粘度,排胶和预烧结,这会影响到基板的平整度、导热率等等。

  斯利通的氮化铝陶瓷电路板的制备采用的是最新激光技术,能够将误差和电路板的影响减少到最小,为客户提供最为优良精美的产品。

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