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陶瓷基板与铝基板封装比较

发布来源:  发布日期: 2022-08-08  访问量:45

基板在电子包装过程中主要起着机械支撑、保护和电互连的作用。随着电子包装技术向小型化、多功能、高可靠性的发展,以及电子系统向大功率的发展,散热已成为首要解决的问题。散热不良会对设备的性能、结构等方面造成损坏,影响其使用寿命。因此,基板的选择是一个至关重要的环节,下面的小边介绍广泛使用的陶瓷基板和铝基板。

铝基板由电路层、绝缘层和金属基层组成。其工作原理大致安装在电路层的电源设备表面。设备运行过程中产生的热量通过绝缘层传递到金属基层,然后通过金属基层传递热量,实现设备的散热。然而,大多数铝基板的绝缘层都很小,甚至没有导热性,热量不能从LED 传递到金属基层,整个散热通道无法畅通。容易导致LED 的热累积,从而使LED 失效。

铝基板封装的常用方法是用单层或双层铝基板作为热沉,用固晶胶直接将单个或多个芯片固定在铝基板上,代表LED芯片的两个电极P和N在铝基板表面的薄铜板上键合。根据所需功率的大小确定底座的排列LED芯片的数量可以组合成不同亮度的大功率LED。根据光学设计的形状,使用高折射率材料进行集成LED进行封装。



由于陶瓷具有绝缘的优点,陶瓷电路板由电路层和金属基层组成,节省了绝缘层。其工作原理大致是电源设备表面安装在电路层上,设备运行时产生的热量直接通过金属基层传递,实现设备的散热。虽然铝基板的导热性较高,但绝缘层的导热性仅为1.0W/m.K.因此,在基材的选择上,陶瓷基板具有独特的优势,是目前COB包装的总体趋势。此外,斯利通氧化铝陶瓷的导率为15~35 W/m.k,氮化铝陶瓷的热导率为170~230 W/m.k,散热效果好。


根据铝基板和陶瓷电路板的不同包装图,由于铝金属的导电性,需要在金属层上增加绝缘层,而绝缘层的导热性过低,容易降低整体导热性,导致过早老化、损坏等问题。陶瓷基板具有良好的绝缘和导热性,不需要绝缘层,整体导热性较高。因此,陶瓷基板更适合行业的发展。

电子包装要求基板材料满足热导率高、介电常数低、与芯片匹配的热膨胀系数、加工性能好、机械强度高等要求。陶瓷基板在电子包装中具有良好的导热性、耐热性、绝缘性和与芯片相匹配的热膨胀系数LED、CPV、绝缘栅双极晶体管和激光二极管封装的应用越来越广泛。

随着LED随着照明和传感器市场的深入和规模的不断扩大,对陶瓷基板的需求也迎来了巨大的发展。特别是激光冲孔技术制备的陶瓷基板具有图形精度高、垂直包装、通孔盲孔金属化、单面大规模生产、双面陶瓷基板等优点,大大提高了大功率电子设备的包装集成。

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