PCB简介

基板是一种独特的金属基覆铜板铝基板,它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。
  一、铝基板的特点
偏光膜  ●采用表面贴装技术(SMT);
  ●在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理;
  ●降低产品运行温度,提高产品功率密度和可靠性,延长产品使用寿命;
  ●缩小产品体积,降低硬件及装配成本;
  ●取代易碎的陶瓷基板,获得更好的机械耐久力。
速闭阀  二、铝基板的结构
  铝基覆铜板是一种金属线路板材料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成,它的结构分三层:
  Cireuitl.Layer线路层:相当于普通PCB的覆铜板,线路铜箔厚度loz至10oz。
  Dielc c tricLayer绝缘层:绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料。厚度为:0.003”至0.006”英寸是铝基覆铜板的核心计术所在,已获得UL认证。
  BaseLayer基层:是金属基板,一般是铝或可所选择铜。铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层
压板等
  电路层(即铜箔)通常经过蚀刻形成印刷电路,使组件的各个部件相互连接,一般情况下,电路层要求具有很大的载流能力,从而应使用较厚的铜箔,厚度一般35μm~280μm;导热绝缘层是铝基板核心技术之所在,它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成,热阻小,粘弹性能优良,具有抗热老化的能力,能够承受机械及热应力。该公司生产的高性能铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术,使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能;金属基层是铝基板的支撑构件,要求具有高导热性,一般是铝板,也可使用铜板(其中铜板能够提供更好的导热性),适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。
  PCB材料相比有着其它材料不可比拟的优点。适合功率组件表面贴装SMT公艺。
  无需散热器,体积大大缩小、散热效果极好,良好的绝缘性能和机械性能。
  三、铝基板用途:
  用途:功率混合IC(HIC)。
  1.音频设备:输入、输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器等。
  2.电源设备:开关调节器`DC/AC转换器`SW调整器等。
  3.通讯电子设备:高频增幅器`滤波电器`发报电路。
  4.办公自动化设备:电动机驱动器等。
  5.汽车:电子调节器`点火器`电源控制器等。
  6.计算机:CPU板`软盘驱动器`电源装置等。
  7.功率模块:换流器`固体继电器`整流电桥等。
  8、灯具灯饰:随着节能灯的提倡推广,各种节能绚丽的LED灯大受市场欢迎,而应用于LED灯的铝基板也
节约矿产资源、能源,清洁生产
一、陶瓷基覆铜板的种类
陶瓷基去腐生肌膏覆铜板分类主要是根据铜板(铜筒)的厚度和层数、陶瓷基板的规格种类、键合粘合层材料和键合工艺进行分类的。其所用的导电层铜板(或铜箔)厚度从12-600μm 都有,一般12-100μm 是采用高延伸率电解铜箔,通过有机或无机粘接层进行热压复合而成;100-600μm 是采用高性能的无氧铜板(带)通过直接键合(DBC) 而成;根据电路设计要求进行单面或双面复合可分为单面板和双面板两种。所用的陶资片种类很多,如Ah o3 ,Si02 , MgO, Al20 3 • Si02 , SiC , AlN , BN , ZnO , BeO , MgO' Cr203 等,厚度一般从0.25-2.5 mm 之
间。但是由于陶瓷基板所要求电、机械、热性能,目前采用最多的、应用最广的陶瓷片是Al2 03 、AlN 。根据键合层材料不同可分为有机型如改性聚酰亚胺、环氧、BT 树脂等。无机型如无机高分子、金属氧化物、熔封玻璃体系等。还有钼(Mo) 、钨(W)附着过渡层法等;另外根据键合工艺不同可分为直接键合法和粘接热压复合法等。
在陶瓷基覆铜板三位一体结构中,铜箔(铜板)的厚度品种规格主要取决于电路模块设计者根据电流大小等进行设计来要求。其主要的电、热、机械、物理化学性能由陶资片的选用和键合层以及键合工艺决定的。几种常用陶瓷的性能见表12-2-1 。
 
模具制作从表中可以看出, Al20 3 , BeO, AlN 陶瓷的综合性能较好,但由于BeO 陶瓷具有剧毒而且价格较贵,不利于环保和操作使用者的安全和健康,故一般不建议使用。又因AlN 资片较贵,所以目前在陶资覆铜板中使用最多的是商品化程度较高的Al2 03 陶瓷。

键合层和键合工艺是陶瓷基覆铜板最核心技术之一。有机键合层因采用有机材料,其耐热性、导热性都较差,一般只用于产品性能要求较低的民用领域,尤其是其抗宇窗射线较差而不能用于航天航空等军事领域。无机键合层克服了上述不利因素而显示出其独特的优越性。在键合工艺中,又因键合工艺的区别,可分为直接键合法和粘接层压键合法。所谓的直接键合法就是将铜和陶瓷片通过适合的表面物理化学机械等处理后,直接叠合在一起,经过高温等条件使二者键合在一起的工艺。所谓的粘接层压键合法就是利用有机或无机粘合剂作键合层,通过加热加压的办法使陶瓷和铜键合在一起的工艺。

由于直接键合的陶瓷基覆铜板(DBC) 比一般粘接层压键合具有十分突出的优异性能,成为陶瓷基覆铜板的主流,下面主要围绕DBC 进行介绍。
二、DBC 技术的原理
铜-陶瓷直接键合是在高温下,一定的气氛中,在没有引人中间粘合键合层的情况下,将金属铜与陶器(如Ah03 , BeO , AlN , ZuO , MgO 等)牢固致密地键合在一起。要实现这一目的,从理论上讲必须满足以下条件。

1.铜的表面和陶瓷表面要十分贴近
国外有些学者将干净的裸铜和Al2 03 陶瓷基板叠放在一起,置于氢气气氛中,施加高压后, Cu 与Al2 03 陶资基板发生作用,紧密地粘合在一起,形成牢固的键合,用光学显微镜以及X 射线衍射等各种显微分析手段对其界面进行观察和分析,未发现有新的物相生成,这种"键合"的完成是因为两种物质键合界面的距离达到原子半径的数量级范围内;或者界面之间形成一液相层,这一液相层与陶瓷以及铜之间必须有较小的润湿角和较小的界面能,以便能同时润湿铜和陶瓷,形成键合。


2. 液相的熔点
液相的熔点必须与铜的熔点相近或稍低于铜(因为陶瓷的熔点远远高于铜),以便键合时铜层变得很柔软从而与陶瓷紧密贴附。
捕虾笼3. 液相的主要成分蜂衣
液相层的主要成分必须是铜,‘且液相层的厚度与铜层相比应足够小,一般小于0.3μm ,以保证键合后铜层的完整性,从而具备良好的电路加工性和基板的导热性等。从冶金学的角度来看,铜是一种不太活泼的金属,即使在高温熔融状态时也很难与陶瓷反应键合,对陶瓷的浸润性很差。表12-2-2 列出铜在真空中1 200 'c下对各种陶瓷的润湿角。从表中可以看出,润湿角都很大,说明液相铜与陶瓷表面的界面能很大,不可能键合在一起。但是,当系统中引人一定量的氧元素后,情况则大不一样,随着氧元素的增加,界面能大大降低。这是因为引人的氧元素以CU20 的形式存在于铜的表面,在一定温度下与铜形成共熔相: CU- CU2 0 共晶熔,表12-2-3 是CU20 对各种陶瓷的润湿角,可以看出CU20 与陶瓷的润湿角要小得多。通过对CU-O 系统的相图研究也说明, Cu 和CU20 能在低于铜的熔点(1083 'C)时形成共熔液相,这种液相的成分组成与氧的含量和温度有关。图12-2-2 是
CU-O系统的相图。

本文发布于:2024-09-24 10:22:28,感谢您对本站的认可!

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