金屬基覆銅基板是繼FR-4后出現(xiàn)的一種新型基板。斯利通陶瓷電路板(電155-2784-6441)它是將銅箔電路及高分子絕緣層通過導(dǎo)熱粘結(jié)材料與具有高熱導(dǎo)系數(shù)的金屬、底座直接粘結(jié)制得,其熱導(dǎo)率約為1.12 W/m·K,相比FR-4有較大的提高。由于具有優(yōu)異的散熱性,它已成為目前大功率LED散熱基板市場上應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品。但也有其固有的缺點:高分子絕緣層的熱導(dǎo)率較低,只有0.3 W/m·K,導(dǎo)致熱量不能很好的從芯片直接傳到金屬底座上;金屬Cu、Al的熱膨脹系數(shù)較大,可能造成比較嚴重的熱失配問題。
金屬基復(fù)合基板最具代表性的材料是鋁碳化硅。鋁碳化硅是將SiC陶瓷的低膨脹系數(shù)和金屬Al的高導(dǎo)熱率結(jié)合在一起的金屬基復(fù)合材料,它綜合了兩種材料的優(yōu)點,具有低密度、低熱膨脹系數(shù)、高熱導(dǎo)率、高剛度等一系列優(yōu)異特性。AlSiC的熱膨脹系數(shù)可以通過改變SiC的含量來加以調(diào)試,使其與相鄰材料的熱膨脹系數(shù)相匹配,從而將兩者的熱應(yīng)力減至最小。
陶瓷基板材料常見的主要有Al2O3陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板、SiC、BN、BeO、Si3N4等,與其他基板材料相比,陶瓷基板在機械性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)具有以下特點:
(1)機械性能。機械強度,能用作為支持構(gòu)件;加工性好,尺寸精度高;表面光滑,無微裂紋、彎曲等。
(2)熱學(xué)性質(zhì)。導(dǎo)熱系數(shù)大,熱膨脹系數(shù)與Si和GaAs等芯片材料相匹配,耐熱性能良好。
(3)電學(xué)性質(zhì)。介電常數(shù)低,介電損耗小,絕緣電阻及絕緣破壞電高,在高溫、高濕度條件下性能穩(wěn)定,可靠性高。
(4)其他性質(zhì)。化學(xué)穩(wěn)定性好,無吸濕性;耐油、耐化學(xué)藥品;無毒、無公害、α射線放出量小;晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在使用溫度范圍內(nèi)不易發(fā)生變化;原材料資源豐富。