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  • 新聞資訊
    【江西創科新材料】鋁基板工作原理

    功率器件表面貼裝在電路層,器件運行時所產生的熱量通過絕緣層快速傳導到金屬基層,然后由金屬基層將熱量傳遞出去,從而實現對器件的散熱(請見圖2)。   與傳統的FR-4比,鋁基板能夠將熱阻降至最低,使鋁基板具有極好的熱傳導性能;與厚膜陶瓷電路相比,它的機械性能又極為優良。   此外,鋁基板還有如下獨特的優勢:   符合RoHs要求;   更適應于SMT工藝;   在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理,從而降低模塊運行溫度,延長使用壽命,提高功率密度和可靠性;   減少散熱器和其它硬件(包括熱界面材料)的裝配,縮小產品體積,降低硬件及裝配成本;將功率電路和控制電路最優化組合;   取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力。

    更容易散熱的PCB——鋁基板

    PCB就是印制線路板(printedcircuit board),也叫印刷電路板。 鋁基板是PCB的一種:鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板,一般單面板由三層結構所組成,分別是電路層(銅箔)、絕緣層和金屬基層。用于高端使用的也有設計為雙面板,結構為電路層、絕緣層、鋁基、絕緣層、電路層。極少數應用為多層板,可以由普通的多層板與絕緣層、鋁基貼合而成。 單面鋁基板:就是只有一層導電圖形層與絕緣材料加鋁板(基板)。 雙面線路鋁基板:有兩層導電圖形層與絕緣材料加鋁板(基板)疊加在一起。 多層印刷鋁基線路板:由三層及以上的導電圖形層與絕緣材料加鋁板(基板)交替層壓粘結在一起制成的印刷電路板。

    【江西創科新材料】氮化硅陶瓷的優勢

    氮化硅陶瓷具有優異的力學性能,用作結構材料得到了普遍關注。而一般氮化硅陶瓷的抗彎強度可超過1000MPa,然而其熱導率與氧化鋁陶瓷相近只20-30W/m•K,遠遠低于高熱導率氮化鋁陶瓷(180-260W/m•K),加上其價格遠高于氧化鋁陶瓷,因此未能作為導熱材料得到普遍應用。 九十年代中期Haggerty通過理論推導得出氮化硅的本征熱導率高達320W/m•K,與氮化鋁的本征熱導率(320W/m•K)相同。后來在2002年又有學者計算表明氮化硅的β-Si3N4的a軸和c軸的理論熱導率分別為170和450W/m•K,這為研制高熱導率氮化硅陶瓷提供了理論依據。 然而理論計算終歸理論計算, 氮化硅要做成理論值是不太可能的,受限于陶瓷原料粉體的純度,燒結助劑,殘留氣孔,燒結工藝控制控制等元素,當前商業上可獲得的氮化硅襯底的熱導率僅僅約在80-100W/mK之間,以TOSHIBA氮化硅基板為例,其在室溫下的熱導率約為90W/m•K。除TOSHIBA以外,Rogerscorp,Kyocera,Maruwa,Coorstek,Denka等也有商業化的氮化硅基板產品。

    LTCC的制備工藝及應用

    LTCC陶瓷種類固然很多,但其陶瓷料制備的方法一般分為兩種,即高溫熔融法和化學制備法。高溫熔融法是將各種氧化物按照預定的比例混合,在高溫熔煉爐(一般高于1400℃)中發生液相反應,經過水淬,最后球磨或者超聲粉碎,獲得玻璃陶瓷粉料;化學制備法是將不同比例的氧化物和反應物溶入特定的溶液里,經過反應產生沉淀,沉淀物為玻璃陶瓷粉料,這種方法制得的粉料活性較高。 LTCC工藝涉及到陶瓷漿料的準備和配制,并流延成為最大可達幾毫米的生瓷帶料。然后,生瓷帶被裁切為單獨的小片,通過機械或激光的方法沖制需要的通孔。下一步,利用絲網印刷、微孔注漿等技術將金屬導體(Cu、Ag和Au等)填充生瓷帶上的孔,并制作導電圖形。最后,將單層的生瓷帶按工藝要求堆疊在一起,經單軸和等靜壓力層壓而結合在一起,低溫(900~1000℃)燒結成型,最終制成高密度集成電路,也可以內置無源元件,在其表面貼裝IC和有源元件,制成無源/有源的混合集成功能模塊。 由于LTCC優異的性能,它已被成功的應用于電路集成封裝,多芯片模塊(MCM),微電子機械系統(MEMS),各種片電感,片電容,片式變壓器,片式天線的制造。應用領域涉及通信,汽車電子,醫療電子,航空航天和軍事電子等。

    低溫共燒陶瓷材料分類|江西創科新材料科技有限公司

    目前低溫共燒陶瓷材料有三大類:微晶玻璃體系、玻璃+陶瓷復合體系和非晶玻璃體系。 微晶玻璃系 微晶玻璃是由一定組成的玻璃通過受控晶化制得的由大量微小晶體和少量殘余玻璃相組成的復合體。它具有配方易調節,工藝簡單且性能較優的特點。如低介電損耗,適用于制作工作頻率在20~30GHZ的器件,以堇青石 (2MgO·2Al2O3·5SiO2)、鈣硅石(CaO、SiO2)及鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)應用最為廣泛。微晶玻璃按基礎玻璃組成一般可分為硅酸鹽系統、鋁硅酸鹽系統、硼硅酸鹽系統、硼酸鹽系統以及磷酸鹽系統等五大類。微晶玻璃采用硅酸鹽類的玻璃-陶瓷材料,添加一種或多種氧化物,如P2O5、Li2O、B2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、SnO2,燒結溫度在850~1050℃,介電常數和熱膨脹系數小。 玻璃+陶瓷復合系 這是目前最常用的LTCC材料。在陶瓷中加入低熔點的玻璃相,燒結時玻璃軟化,粘度下降,從而可以降低燒結溫度。玻璃主要是各種晶化玻璃,陶瓷填充相主要是Al2O3、SiO2、堇青石、莫來石陶瓷等。燒結溫度在900℃左右,工藝簡單靈活,容易控制調節復合材料的燒結特性和物理性能,介電常數及其溫度系數小,電阻率高,化學穩定性好。 非晶玻璃系 將形成玻璃的氧化物進行充分混合,在800~950℃之間煅燒,然后球磨過篩,按照陶瓷工藝成型燒結成為致密的陶瓷基板。這種體系工藝簡單,成分容易控制,但陶瓷基板的綜合性能不太理想,如機械強度較低,介質損耗較大,目前很少采用。

    【江西創科新材料】低溫共燒陶瓷基板材料

    低溫共燒陶瓷(LTCC)基板材料是陶瓷封裝基板的一個分支,以其優良的電學、機械、熱學及工藝特性,滿足低頻、數字、射頻和微波器件的多芯片組裝或單芯片封裝的技術要求。 LTCC基板具有高頻特性、熱穩定性、被動元件集成化等優點: (1)有優良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性; (2)具有良好的溫度特性,可適應大電流及耐高溫的特性要求; (3)易于實現多功能化和提高組裝密度,可靠性高、耐高溫、高濕、沖振,可以應用于惡劣環境。 因此,LTCC技術被認為是未來整合元件和高頻應用基板材料最具發展前景的技術

    流延法制造黑色氧化鋁陶瓷基板工藝

    流延法是指在陶瓷粉料中加入溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑等物質,從而使漿料分布均勻,然后在流延機上制成不同規格陶瓷片的制造工藝,也被稱為刮刀成型法。該工藝最早出現于上世紀40年代后期,被用于生產陶瓷片層電容器,該工藝的優點在于: (1)設備操作簡單,生產高效,能夠進行連續操作且自動化水平較高; (2)胚體密度及膜片彈性較大; (3)工藝成熟; (4)生產規格可控且范圍較廣。 現代生產中使用的陶瓷基片多為多層基片,氧化鋁陶瓷的純度為90.0~99.5%,其純度越高,性能越好,但關鍵問題在于該部件對燒結溫度的要求較高,導致制造的難度提高。目前我國能夠量產氧化鋁陶瓷基板的企業屈指可數,主要還是依賴于進口,以斯利通為首的陶瓷基板企業對于我國的陶瓷行業發展具有重大意義。

    黑色氧化鋁陶瓷基板制造工藝

    黑色氧化鋁陶瓷基板多用于半導體集成電路及電子產品中,這主要是由于大部分電子產品具有高光敏性,需要封裝材料具有較強的遮光性,才能夠保障數碼顯示的清晰度,因此,多采用黑色氧化鋁陶瓷基板進行封裝。隨著現代電子元件不斷更新,對于黑色氧化鋁封裝基板的需求也不斷擴大,目前國內外均積極開展對黑色氧化鋁陶瓷制造工藝的研究。 電子產品封裝中使用的黑色氧化鋁陶瓷,基于其應用領域的需求,黑色著色料的選擇需要結合陶瓷原材料的性能。例如需要考慮到其陶瓷原材料需要具備較好的電絕緣性,因此,黑色著色料除了考慮到陶瓷基板的最終著色度、機械強度外,同時還要考慮到其電絕緣性、隔熱性及電子封裝材料的其他功能。 在陶瓷著色過程中,低溫環境可能促使著色料的揮發性受到影響而保溫一定時間,在此過程中,游離狀態著色物可能集結成尖晶石類化合物,能夠避免著色料在高溫環境下持續揮發,保障著色效果。

    氧化鋁陶瓷基板的晶體結構、分類及性能

    氧化鋁有許多同質異晶體,例如α-Al2o3、β-Al2o3、γ-Al2o3等,其中以α-Al2o3的穩定性較高,其晶體結構緊密、物理性能與化學性能穩定,具有密度與機械強度較高的優勢,在工業中的應用也較多。 氧化鋁陶瓷通過氧化鋁純度進行分類,氧化鋁純度為>99%被稱為剛玉瓷,氧化鋁純度為99%、95%和90%左右被稱為99瓷、95瓷和90瓷,含量> 85%的氧化鋁陶瓷一般稱為高鋁瓷。99.5%氧化鋁陶瓷的體積密度為3.95g/cm3,抗彎強度為395MPa,線性膨脹系數為8.1×10-6,熱導率為32W/(m·K),絕緣強度為18KV/mm。

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