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展至科技DPC陶瓷基板有哪些技术优势?

 时间:2021-11-12     浏览:1814     分享

为何陶瓷基板能在大功率封装领域上占有利地位,这就要说明dpc陶瓷基板在技术上突破应用创新,及时了解剖析热电分离痛点dpc陶瓷基板技术。

 

什么叫dpc陶瓷基板?为什么又叫直接镀铜陶瓷基板,因为它采用薄膜金属喝电镀制程技术,在陶瓷基板上采用了影像转移方式制作金属线路,再采用穿孔电镀技术形成高密度双面布线及垂直互连孔。

 

dpc陶瓷基板的材质是氧化铝陶瓷,它的导热系数比较高。如果要做到更高一点,我们就要采用氮化铝,而它的导热系数非常高,可达到170,铝合金的导热系数才220~230,这就意味着它和金属导热系数已经差不多了,而且它的绝缘强度也非常高,这就是一个非常好的材料。所以功率越高的时候氮化铝陶瓷的表现就会更佳。

 

dpc陶瓷基板被采用的原因,在近来LED技术中有不断升级,随着LED光效越来越高,在大功率LED芯片中的光电转化率也只能在70%~80%,这就意味着有20%~30%电能会转化成热能。而LED产生的热能肯定是要传导出去的,其实主要方式是向pcb板传递,但是这是就会发现芯片背面导热通道很导电通道是重叠的,这就是导热通道为何会选用什么样的材质才是关键所在。

 

如今解决方案是把芯片直接固定在铜热沉上,但是铜热沉本身就是导电通道,也就是光源层面来说,一面是没有实现热电分离。光源在封装pcb板上需要导入一个绝缘层来实现热电分离,如果热量没有集中在芯片上,但是却集中在光源下的绝缘层附近,一旦做更大功率,那么热的问题就出来了。所以dpc陶瓷基板就可以解决这个问题,可以将芯片直接固定在陶瓷上,在陶瓷上做个垂直互联孔,形成内部独立导电通道。陶瓷本身就是绝缘体,又能散热,所以在光源层面上实现了热电分离,这样下来pcb板就不需要考虑热电分离结构了,也不需要在pcb上做绝缘层。

 

一、DPC陶瓷基板的关键技术

1、金属线路层与陶瓷基片的结合强度

由于金属与陶瓷间热膨胀系数差较大,为降低界面应力,需要在铜层与陶瓷间增加过渡层,从而提高界面结合强度。由于过渡层与陶瓷间的结合力主要以扩散附着及化学键为主,因此常选择TiCrNi等活性较高、扩散性好的金属作为过渡层(同时作为电镀种子层)

2、电镀填孔

电镀填孔也是DPC陶瓷基板制备的关键技术。目前DPC基板电镀填孔大多采用脉冲电源,其技术优势包括:易于填充通孔,降低孔内镀层缺陷;表面镀层结构致密,厚度均匀;可采用较高电流密度进行电镀,提高沉积效率。

二、DPC陶瓷基板特点及定义

如果要在光源层面上解决热电分离问题肯定在陶瓷基板以下特点说起:

1. 必须具有高的导热性,它的导热性要比树脂几个数量级

2. 要有高绝缘强度

3. 高线路解析度,才能跟芯片进行垂直共接或者倒装,这样就不会出问题

4. 高的表面需要平整度,在焊接的时候就不会有空洞

5. 陶瓷和金属要有着高的附着力

6. 垂直互连导通孔,这样才能实现贴片封装,可以把电路从背面引到正面

 

这些条件上的基板只有dpc陶瓷基板才有,现在很多的陶瓷基板是丝网印刷做出来的,它的工艺特点满足不了dpc工艺要求,所以只能叫线路板,不能叫半导体封装基板。