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绿亚光电浅谈铝基板功率模块散热基板的发展历程

上传时间:2020-08-14|作者:admin

  功率模块首要用于高电压、大电流的场合,所发生的热量首要通过散热基板传导到外壳而发散出去。功率模块作业中的热量首要来自pn结发生的热量,其结温通常在125℃~175℃之间,一旦超过pn结容许的耗散功率,就会因热量发散不出去而导致pn结温度上升,直至过热而焚毁,形成芯片热击穿。因此散热基板的高散热功用至关重要。

  功率模块上运用最广的为陶瓷基板,首要是al2o3陶瓷外表焊接区域覆镍或银,具有较好的湿润性,可是焊点强度较差。为了前进陶瓷资料导热才调,出现了高导热的aln、sic陶瓷基板,可是价格昂贵,运用较少。近十年来,覆铜陶瓷基板(dbc)的出现,使传统的陶瓷基板的有了较大的改善,其具有焊接性好、散热好的特征,在功率模块上有较广泛的运用,但比较传统陶瓷基板价格仍然较高。而近几年,覆铜铝基板在led灯作业的运用,使小功率模块变得轻型化、小型化看到了曙光。在这里不得不介绍一下金属基板的翻开。金属基板首要有金属芯基板、包覆型金属基板、金属基板三种。现在金属芯基板根柢现已看不见了。而较为稀有的是包覆型金属,在其外表包裹一层釉料,起到绝缘层的目的,在此基础上经丝网漏印、烧结制成一层金属焊接层。现在运用最广泛的是金属基板,它是以金属板(铜、铝、铁等)为底材,在其覆上有树脂作为绝缘层,然后再覆上导电层。其间最为常见的覆铜铝基板。

  早在上世纪五十年代,日本专家就现已有金属基覆铜箔这种幻想,而直到1969年该制作技能由日本三洋电机公司初度开发成功。  前期的覆铜铝基板热导率较差,究其原因首要是所运用的fr-4半固化片热导率十分低,仅为(0.15~0.25)w/mk。这种传统的绝缘层是由覆有环氧玻璃布半固化片制成的多层结构。常见的有机资料的功用如表1所示。这种传统结构不只存在散热问题,而且高温下焊接时因为热膨胀系数不一致存在绝缘层与金属基板分别问题。而最近几年,改善的绝缘层新式覆铜铝基板具有较大的优势,处理了分层问题,一起热导率低的问题也大大改善。由bn、al2o3、si3n4等陶瓷颗粒组成的混合填充料而改性的环氧树脂热导率可达3w/mk左右。除此之外,绝缘层的绝缘耐压才调也得到了明显前进。在我国铝基板起步较晚,翻开较慢。可是覆铜铝基板仍是以其最优的性价比,优异的电气功用、散热性、电磁屏蔽性、高耐压,在新式的led灯、微电子等作业得到广泛运用。

  现在国内外广泛采用在绝缘层中添加高导热的陶瓷颗粒,并对填料的比例进行调整以满足热导率方针,对树脂进行改性使其具有较好的电学和机械加工功用。因此,这种新式覆铜铝基板在功率模块封装具有较大的运用前景。