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材料-陶瓷基板

材料-陶瓷基板 (Ceramic PCB, Ceramic Substrate)

材料-陶瓷基板 (Ceramic PCB, Ceramic Substrate)

陶瓷基板為電路板的一種,與傳統FR-4或鋁基板不同的是,其具有與半導體接近的熱膨脹係數及高耐熱能力,
適用於具備高發熱量的產品(高亮度LED、太陽能),其優異的耐候特性更可適用於較惡劣之戶外環境。

PCB03

PCB05 

 

 

PCB06

 

主要應用產品:高功率LED載板、LED車燈、LED路燈、太陽能inverter

 

陶瓷基板特色:
結構:優秀機械強度、低曲翹度、熱膨脹係數接近矽晶圓(氮化鋁)、高硬度、加工性好、尺寸精度高
氣候:適用高溫高濕環境、熱導率高、耐熱性佳、耐腐蝕與磨耗、抗UV&黃化
化學:無鉛、無毒、化學穩定性好
電性:高絕緣電阻、容易金屬化、電路圖形與之附著力強
市場:材料豐富(陶土、鋁) 、製造容易、價格低


PCB材料熱特性比較(傳導率):
玻璃纖維基板(傳統PCB):0.5W/mK、鋁基板:1~2.2W/mK、陶瓷基板:24[氧化鋁]~170[氮化鋁]W/mK

 

材料熱傳導係數(單位W/mK):
樹酯:0.5、氧化鋁:20-40、碳化矽:160、鋁:170、氮化鋁:220、銅:380、鑽石:600

 

陶瓷基板製程分類:
依線路陶瓷基板製程分為:薄膜、厚膜、低溫共燒多層陶瓷(LTCC)
薄膜製程(DPC):精確控制元件線路設計(線寬與膜厚)
厚膜製程(Thick film):提供散熱途徑與耐候條件
低溫共燒多層陶瓷(HTCC):利用玻璃陶瓷具低燒結溫度,可和低熔點、高導電性貴重金屬共燒的特性,實現多層陶瓷基板)和構裝。
低溫共燒多層陶瓷(LTCC):堆疊數個陶瓷基板並嵌入被動元件以及其他IC

 

薄膜陶瓷基板製程:
‧前處理→濺鍍→光阻披覆→曝光顯影→線路電鍍→去膜
‧疊片→熱壓→脫脂→基片燒成→形成電路圖形→電路燒成
‧疊片→表面印刷電路圖形→熱壓→脫脂→共燒
‧印刷電路圖形→疊層→熱壓→脫脂→共燒

 

陶瓷基板可靠度試驗條件:
陶瓷基板高溫操作:
85℃
陶瓷基板低溫操作:-40℃
陶瓷基板冷熱衝擊
1.  155℃(15min)←→-55℃(15min)/300cycle    2.  85℃(30min)←→-40℃(30min)/RAMP:10min(12.5℃/min)/5cycle
陶瓷基板附著力:以3M#600之膠帶密貼於板面,30秒後與板面成90°方向速撕,不得脫落。
陶瓷基板紅墨水實驗:煮沸一小時,不可滲透

 

 

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