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从FR4到氮化铝:陶瓷基板技术重塑功率电子封装格局

87 2025-08-13

在功率电子领域,随着芯片集成度和工作频率的持续提升,传统有机基板材料已难以满足日益增长的散热需求。陶瓷基板凭借其卓越的热管理性能和优异的机械特性,正成为高功率密度电子设备的核心材料选择,下面由深圳金瑞欣小编为大家讲解一下:


DPC氮化铝陶瓷电路板12590.jpg

性能优势解析


1、卓越的散热能力


热导率高达220W/mK,是常规FR4材料的80倍以上


可有效降低功率器件工作温度30-50℃,显著提升系统可靠性


2、完美的热匹配特性


热膨胀系数(4.5-7.1ppm/℃)与半导体芯片高度匹配


避免因温度循环导致的焊接层疲劳失效


3、出色的环境适应性


工作温度范围覆盖-50℃至850℃


耐腐蚀、抗辐射,适用于航空航天等极端环境


主流材料性能对比

我们针对三种主流陶瓷基板材料进行了系统评估:

性能指标

氮化铝(AlN)

氧化铝(Al?O?)

氮化硅(Si?N?)

大功率模块

180-220

20-30

80-90

抗弯强度(MPa)

300-400

350-450

700-900

抗弯强度(MPa)

大功率模块

普通封装

高可靠性场景

关键制造工艺突破


现代陶瓷基板制造技术已实现多项创新:


1、高精度流延成型技术:厚度控制精度达±1μm


2、低温共烧工艺:实现多层复杂结构制造


3、精密金属化技术:线路分辨率提升至20μm


典型应用案例


1、新能源汽车领域


800V电驱系统采用AlN基板,功率密度提升3倍


车载充电模块工作温度降低40℃


2、5G通信设备


基站功放模块采用AlN基板,散热效率提升5倍


支持毫米波高频信号稳定传输


3、航空航天应用


卫星电源系统采用Si?N?基板,通过严苛的辐射测试


器件寿命延长至15年以上


未来发展趋势


随着第三代半导体技术的普及,陶瓷基板将向以下方向发展:


1、更高热导率:研发新型复合陶瓷材料


2、更优性价比:改进制备工艺,降低成本


3、集成化设计:实现嵌入式元器件封装


总结:

陶瓷基板技术正在重塑功率电子封装格局。对于设计工程师而言,深入理解各类陶瓷材料的特性差异,根据具体应用场景选择合适的基板方案,将是提升产品可靠性和性能的关键所在,更多陶瓷基板相关资讯可以搜索“金瑞欣”进行查看,我们会定期更新资讯,若您有相关需求,欢迎与我们联系,我们将竭诚为您服务。 

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