陶瓷基板切割要注意材料分类

 

 

陶瓷基板，是以电子陶瓷为基础，对电路元件形成一个支撑底座的片状材料。是新一代的通讯、新能源汽车电子器件最受瞩目的封装材料，是实现高密度集成散热的首选材料。

 

典型优势

 

 

机械应力强：形状稳定，具有高强度和高导热率。

结合力强：防腐蚀，具有极好的热循环性能，可靠性高。

无污染、无公害：可刻蚀出各种图形的结构。

使用温度宽：热膨胀系数接近硅，与元件的热膨胀系数相近。

 

 

广泛的应用

 

 

陶瓷基板作为一种具有优异性能的基板材料，在电子封装、功率器件、高温电子器件等领域有着广泛的应用。包括大功率电力半导体模块、半导体致冷器、电子加热器、功率控制电路、功率混合电路、智能功率组件、高频开关电源、固态继电器、汽车电子、航天航空组件、太阳能电池板组件、电讯专用交换机、接收系统、激光等工业领域。

 

主要材料分类

 

 

目前，陶瓷基板的材料主要分为氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅几种等。

1

氧化铝

氧化铝因其高强度、良好的导热性和电绝缘性能而成为最常用的基板材料。它还因其化学稳定性和丰富性而脱颖而出。氧化铝陶瓷基板价格低廉，应用范围最广。

 

不过，氧化铝陶瓷基板的导热性能相对较弱，在一些对散热要求极高的应用场景中，会受到一定限制。

 

 

2

氮化铝

氮化铝具有高导热率，是氧化铝陶瓷基板的数倍。这使得它在高功率电子器件的散热方面表现出色，能够有效地将热量迅速传导出去，保证电子器件的稳定运行。其绝缘性能良好，能够提供可靠的电气隔离，防止电路之间的短路和漏电。

 

氮化铝陶瓷基板还具有与硅接近的热膨胀系数，这有助于减少在温度变化时因热膨胀差异而产生的应力，提高封装的可靠性和使用寿命。

 

氮化铝陶瓷基板因为生产成本相对较高，限制了其在一些对成本敏感的应用中的大规模使用。

 

目前氮化铝陶瓷基板主要应用于大功率 LED 照明、IGBT模块、光通信与激光、航空航天领域。

 

 

应用对比

氧化铝陶瓷基板在成本和机械强度方面有优势，常用于对散热要求不太高、成本敏感的电子设备，如普通消费电子产品、照明设备等。
 

 

氮化铝陶瓷基板在导热性能和热匹配性方面表现更出色，常用于高功率电子器件、高频通信设备、LED 照明等对散热和高频性能要求较高的领域。

 

3

氮化硅

氮化硅具有出色的机械性能，其强度高、硬度大，能够承受较大的机械应力。同时，它的热膨胀系数低，热导率较高，这使其在温度变化的环境中表现稳定，具备良好的抗热震性能。在电学性能方面，氮化硅具有良好的绝缘性能和介电性能。

 

然而氮化硅陶瓷基板面临着生产成本较高，加工难度较大的挑战。

 

目前氮化硅陶瓷基板主要应用于轨道交通、智能电网、航空航天等领域。

 

 

4

碳化硅

碳化硅陶瓷基板具有高导热性、高强度、耐高温、耐化学腐蚀等特性。

在新能源汽车的功率模块中，使用碳化硅陶瓷基板可以提高模块的散热效率，从而提升车辆的续航里程和性能；在航空航天领域，其耐高温和高可靠性的特点能够满足极端环境下的电子设备需求。

 

 

 

应用对比

相比氮化硅陶瓷基板，碳化硅陶瓷基板在导热性能方面占优，适用于高功率、高温的散热场景。

 

氮化硅陶瓷基板在机械强度和某些电学性能方面有特点，适用于对可靠性要求高的特殊环境。

 

两者的生产成本都相对较高，但由于碳化硅陶瓷基板的制备工艺相对复杂，其成本通常高于氮化硅陶瓷基板。

 

陶瓷基板切割

 

 

陶瓷基板切割常用整体型金刚石刀片，树脂软刀、金属软刀、电镀软刀都可使用，具体应用刀型要根据材料情况区分，且要考虑表面金属对切割品质的影响。具体切割方案欢迎咨询西斯特软刀应用团队。