全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体
AMB活性金属焊接陶瓷基板的性能及其应用
第三代半导体(氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)等)的崛起和发展推动了功率器件尤其是半导体器件不断走向大功率,小型化,集成化和多功能方面前进,对封装基板性能提升起到了很大的促进作用。

图源自网络

陶瓷基板也是陶瓷电路板在电子器件封装中得到广泛应用,主要是由于陶瓷基板具有高热导率、耐高温、较低的热膨胀系数、高的机械强度、耐腐蚀以及绝缘性好、抗辐射的优点。


扫描二维码即可加入陶瓷基板交流群

陶瓷基板按照工艺分有很多种,除了直接键合铜(DBC)法、直接电镀铜(DPC)法、激光活化金属(LAM)法、低温共烧陶瓷(LTCC)、高温共烧陶瓷(HTCC)之外,还有目前备受关注的AMB法技术,即活性金属钎焊技术


 AMB陶瓷基板 图源自网络


一、什么是活性金属钎焊技术?

AMB工艺流程 图源自网络


活性焊铜工艺(AMB)是DBC工艺技术的进一步发展,工作原理为:在钎焊电子浆料中加入少量的活性元素(Ti,Zr,V,Cr等),采用丝印技术印刷到陶瓷基板上,其上覆盖无氧铜后放到真空钎焊炉内进行烧结,然后刻蚀出图形制作电路,最后再对表面图形进行化学镀。使用AMB技术制备的陶瓷覆铜板结构如图下图所示。


AMB工艺的陶瓷覆铜板结构图


二、AMB陶瓷基板的技术特点


AMB技术是在DBC(直接覆铜法)技术的基础上发展而来的。相比于传统的DBC基板,采用AMB工艺制备的陶瓷基板,不仅具有更高的热导率、更好的铜层结合力,而且还有热阻更小、可靠性更高等优势。


三、AMB陶瓷基板按材质分类


根据陶瓷材质的不同,目前成熟应用的AMB陶瓷基板可分为:氧化铝、氮化铝和氮化硅基板。


三种材料的部分性能对照表


3.1 AMB氧化铝基板
 
 
图源自网络


基于氧化铝板材来源广泛、成本最低,是当前性价比最高的AMB陶瓷基板,其工艺也最为成熟。但由于氧化铝陶瓷的热导率低、散热能力有限,AMB氧化铝基板多用于功率密度不高且对可靠性没有严格要求的领域。


3.2 AMB氮化铝基板


图源自网络

AMB基板具有较高的散热能力,从而更适用于一些高功率、大电流的工作环境。但是由于机械强度相对较低,氮化铝AMB覆铜基板的高低温循环冲击寿命有限,从而限制了其应用范围。氮化铝AMB基板具有较高的散热能力,从而更适用于一些高功率、大电流的工作环境。但是由于机械强度相对较低,氮化铝AMB覆铜基板的高低温循环冲击寿命有限,从而限制了其应用范围。


3.2 AMB氮化硅基板


图源自贺利氏官网


氮化硅陶瓷的热膨胀系数(2.4ppm/K)较小,与硅芯片(4ppm/K)接近;AMB氮化硅基板具有较高的热导率(>90W/mK)。AMB-Si3N4基板结合的机械性能具有优异的耐高温性能、散热特性和超高的功率密度。


对于对高可靠性、散热以及局部放电有要求的汽车、风力涡轮机、牵引系统和高压直流传动装置等来说,AMB氮化硅基板可谓其首选的基板材料。此外,载流能力较高,而且传热性也非常好。
 
四、AMB陶瓷基板的应用


与DBC陶瓷基板相比,AMB陶瓷基板具有更高的结合强度和冷热循环特性。目前,随着电力电子技术的高速发展,高铁上的大功率器件控制模块对IGBT模块封装的关键材料——陶瓷覆铜板形成巨大需求,尤其是AMB基板逐渐成为主流应用。


图源自京瓷官网

日本京瓷采用活性金属焊接工艺制备出了氮化硅陶瓷覆铜基板,其耐温度循环(-40~125℃)达到5000次,可承载大于300A的电流,已用于电动汽车、航空航天等领域。该产品采用活性金属焊接工艺将多层无氧铜与氮化硅陶瓷键合,同时采用铜柱焊接实现垂直互联,对IGBT模块小型化、高可靠性等要求有较好的促进作用。


另外,在大功率电力半导体模块、高频开关、风力发电、新能源汽车、动力机车、航空航天等应用领域取得了进展。


AMB基板是靠陶瓷与活性金属焊膏在高温下进行化学反应来实现结合,因此其结合强度更高,可靠性更好。但是由于该方法成本较高、合适的焊料较少、焊料对于焊接的可靠性影响较大,只有少数美日中几家公司掌握了高可靠活性金属焊接技术。

扫描二维码即可加入陶瓷基板交流群

为了进一步加强交流,艾邦建有陶瓷基板交流群,诚邀陶瓷基板生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括:三环集团、佳利电子、中电13所、45所、中瓷电子、福建华清、富乐德、艾森达、莱鼎、博敏电子、珠海粤科京华、沃晟微等加入。


活动推荐:

第二届高端电子陶瓷MLCC、LTCC产业高峰论坛

2021年7月9日(周五)

深圳 观澜 格兰云天酒店



时间

议题

演讲单位

09:00-09:25

开场介绍

艾邦智造 江耀贵 创始人

09:25-09:50

浅谈MLCC未来发展趋势

宇阳科技 陈永学 战略总监

9:50-10:15

MLCC高端关键生产装备国产化解决方案

宏华电子 梁国衡 副总工程师

10:15-10:40

茶歇

10:40-11:05

应用于电子陶瓷领域的毕克产品介绍

毕克化学 王玉立 博士

11:05-11:30

浅谈我国无源元器件的机遇与挑战

风华高科 黄昆 LTCC事业部经理/技术总监

11:30-11:55

微波毫米波无源集成关键材料与技术

南方科技大学工学院党委书记/副院长 汪宏 教授

11:55-14:00

午餐

14:00-14:25

封接玻璃作用机理及在电子元器件应用研究进展

华东理工大学 曾惠丹 教授/博导

14:25-14:50

LTCC高频低介电常数陶瓷生料带

上海晶材新材料 汪九山 总经理

14:50-15:15

稀土在先进电子陶瓷电容材料中的研究进展

晶世新材料 程佳吉 教授

15:15-15:40

高性能电容器材料的应用研究

上海硅酸盐研究所 陈学锋 研究员/博士

15:40-16:05

茶歇

16:05-16:30

MLCC产品失效分析和检测手段

深圳纳科科技 段建林 总经理

16:30-16:55

物理气相法制备MLCC内\外电极金属粉体

江苏博迁新材料 江益龙 总经理

16:55-17:20

如何提升LTCC激光开孔效果对后段工艺良率影响

东莞盛雄激光 王耀波  高级项目总监

17:20-17:45

MLCC在5G基站的应用及可靠性评估方法

中兴 杨航 材料技术质量高级工程师

17:45-20:00

晚宴



点击阅读原文查看详情


相关推荐
全球27家氮化铝粉体企业一览
氮化铝粉体具有导热性好,热膨胀系数小,抗熔融金属侵蚀的能力强等特点,可用作高导热陶瓷生产原料、半导体静电吸盘、陶瓷基片原料、树脂填料等。
0
0
12
陶瓷封装基片材料一览
陶瓷基板与塑料基板和金属基板相比具有绝缘性能好、低介电系数,高频性能、高导热系数、气密性好、化学性能稳定等特点,对微电子系统起到很好的保护作用。
0
0
23
湖南新煜田:投资5亿元建设碳化硅、氮化铝、氧化铝、氮化硅、氧化锆陶瓷项目
​12月26日,湖南省新田县举行集中开竣工活动,集中开竣工项目12个,总投资28.65亿元。其中集中开工项目4个,总投资6.68亿元,年度投资5.5亿元。集中竣工项目8个,总投资21.97亿元。
0
0
23
LTCC基板打孔——机械与激光打孔并驾齐驱
目前生瓷片打孔方式主要有两大类:一是使用数控冲床及定制模具进行一次性的冲孔;二是采用逐一打孔方式。
0
0
36
DPC陶瓷基板热点应用之——VCSEL激光器
DPC陶瓷基板热点应用之——VCSEL激光器
0
0
56
火爆!第四届电子陶瓷展览会已火热开启!9月9-11日,深圳宝安新馆8号馆
9月9日,第四届电子陶瓷产业链展正式开展!开展第一天,人气就持续攀升,据初步不完全统计,第一天专业观众流量达7000+人次!现场不仅汇聚电子陶瓷产业链优质资源,还有众多行业巨头齐齐到场参观,交流产品发展新的!
0
0
90
第四届电子陶瓷展览会圆满落幕!我们2022年再会!
第四届电子陶瓷展览(9月9日-11日)会于周六(9月11日)圆满结束,展会吸引了大批专业观展到场,观展总人数达13910人。
0
0
75
9月7日,株洲中车时代电气股份有限公司(股票代码:688187)在上海证券交易所科创板上市。
9月7日,株洲中车时代电气股份有限公司(股票代码:688187)在上海证券交易所科创板上市。
0
0
68
深圳西斯特诚邀您参观2021第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日·深圳)
深圳西斯特诚邀您参观2021第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日·深圳),展位号8C41。
0
0
74
合肥恒力诚邀您参观2021第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日·深圳)
合肥恒力诚邀您参观2021第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日·深圳),展位号8B83
0
0
75
观展交通指南 l 第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日)
观展交通指南 l 第四届电子陶瓷展览会(9月9~11日)
0
0
73
邀请函:第三届高端电子陶瓷产业高峰论坛(11月26日·江苏昆山)
电子陶瓷在国民经济中越来越重要,现已迎来发展盛况!
0
0
398
HTCC高温共烧陶瓷材料介绍
HTCC高温共烧陶瓷中较为重要的是以氧化铝、莫来石(主体为Al2O3-SiO2)和氮化铝为主要成分的陶瓷
0
0
80
全球氮化铝陶瓷基板厂家一览
氮化铝陶瓷基板市场规模超3亿元,年增复合率达9.8%。
0
0
112
总投资15.25亿元!昀冢科技(688260)拟加码MLCC、引线框架等三大项目
​8月10日晚间,昀冢科技(688260)公布共涉及投资金额逾15亿元,涉及MLCC、陶瓷基板等汽车电子产品。
0
0
517
三环集团加速推进氧化铝陶瓷基板及MLCC扩产进程
三环集团旗下的德阳三环科技有限公司智能终端用先进元器件产业化建设项目、高纯氧化铝陶瓷基板产业化建设项目、高端芯片用先进封装材料产业化建设项目均迈过环评关。
0
0
94
​规模达60亿美元的IGBT要用哪些陶瓷基板
​规模达60亿美元的IGBT要用哪些陶瓷基板?DBC、DPC还是AMB是最优解
0
0
64
村田上季利润爆增104%,合约61.71亿元;电容器占比超43%
日本MLCC大厂村田于29日公布上季财报,营收大增34.5%至4395.57亿日圆,约259.17亿人民币;合并利润暴增104.7%至1050.69亿日圆,约61.71亿人民币;税前纯利润报年增92.3%至1037亿日元,约61.15亿人民币。
0
0
214
火热的氮化铝(AlN​)陶瓷基板制备工艺简介
氮化铝陶瓷具备优异的综合性能,是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷,具有高热导率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性,与硅相匹配的热膨胀系数及无毒性等优点,使其成为高密度、大功率和高速集成电路基板和封装的理想材料。
0
0
65
氧化铍陶瓷——令不少人闻之色变的它,却有大用途
有一种陶瓷材料,导热性能优异,且同时还具有较低的介电常数和介电损耗以及高的绝缘性能和机械性能等特点,但是很多人听到它的名字就会闻之色变,它就是——氧化铍。
0
0
130