陶瓷基板可靠度

陶瓷基板 (Ceramic PCB, Ceramic Substrate)是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料，適用于具備高發(fā)熱量的產(chǎn)品(高亮度LED、太陽能)，其優(yōu)異的耐候特性更可適用于較惡劣之戶外環(huán)境。

主要應(yīng)用產(chǎn)品：高功率LED載板、LED車燈、LED路燈、太陽能inverter

陶瓷基板特色：

結(jié)構(gòu)：優(yōu)秀機(jī)械強度、低曲翹度、熱膨脹係數(shù)接近硅晶圓(氮化鋁)、高硬度、加工性好、尺寸精度高
氣候：適用高溫高濕環(huán)境、熱導(dǎo)率高、耐熱性佳、耐腐蝕與磨耗、抗UV&黃化
化學(xué)：無鉛、無毒、化學(xué)穩(wěn)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(dǎo)率)：

玻璃纖維基板(傳統(tǒng)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(dǎo)係數(shù)(單位W/mK)：

樹酯：0.5、氧化鋁：20-40、碳化硅：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(shè)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(jié)溫度，可和低熔點、高導(dǎo)電性貴重金屬共燒的特性，實現(xiàn)多層陶瓷基板)和構(gòu)裝。
低溫共燒多層陶瓷(LTCC)：堆疊數(shù)個陶瓷基板并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℃
陶瓷基板冷熱沖擊：

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之膠帶密貼于板面,30秒后與板面成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

試驗設(shè)備：

1.高低溫濕熱試驗箱