基板材料

基板材料

基板材料(substrate material)是製造半導體元件及印製電路板的基礎材料,如半導體工業用的材料矽、砷化鎵、矽外延針稼拓榴石等。由高純度氧化鋁(礬土)為主要原料經高壓成型、高溫燒成,再經切割、拋光製成的,陶瓷基片是製造厚膜、薄膜電路的基礎材料。覆銅箔層壓板(簡稱覆箔板)是製造印製電路板的基板材料,它除用作支撐各種元器件外,並能實現它們之間的電氣連線或電絕緣。

基本介紹

  • 中文名:基板材料
  • 外文名:ubstrate material
  • 作用:對晶片進行機械的保護和支撐
  • 組成:金屬薄板、絕緣介質層
  • 選擇因素:緣電阻、抗電弧性、擊穿強度
  • 學科:金屬材料
作用,組成及特點,傳統的金屬基板,選擇標準,

作用

封裝基板是電子封裝的重要組成部分,是晶片與外界電路之間的橋樑。基板在封裝中起到以下作用:
①實現晶片與外界之間進行電流和信號的傳輸;
②對晶片進行機械的保護和支撐;
③是晶片向外界散熱的主要途徑;
④是晶片與外界電路之間空間上的過渡。
從材料的角度出發,常用的封裝基板包括金屬基板、陶瓷基板和有機基板。

組成及特點

金屬基板是指由金屬薄板、絕緣介質層和銅箔複合製成的金屬基覆銅板。金屬基板以其優異的散熱性能、機械加工性能、電磁禁止性能、尺寸穩定性能、磁力性能及多功能性,廣泛套用於電子元器件和積體電路支承材料和熱沉(heat sinks)等方面,在功率電子器件(如整流管、晶閘管、功率模組、雷射二極體、微波管等)、微電子器件(如計算機CPU、DSP晶片)中和微波通信、自動控制、電源轉換、航空航天等領域發揮著重要作用。

傳統的金屬基板

傳統的金屬基電子封裝材料包括因瓦合金、可伐合金、W、Mo、Al、Cu等,這些材料可以部分地滿足上面所提到的要求,但仍存在許多不足。Invar是鐵-鈷-鎳合金,Kovar是鐵-鎳合金,它們的加工性能良好,具有較低的熱膨脹係數,但導熱性能很差;Mo和W的熱膨脹係數較低,導熱性能遠高於Invar和Kovar,而且強度和硬度很高,所以,Mo和W在電力半導體行業得到了普遍的套用。
但是,Mo和W價格昂貴,加工困難,可焊性差,密度大,而且導熱性能比純Cu要低得多,這就限制了其進一步套用。Cu和Al的導熱導電性能很好,可是熱膨脹係數過大,容易產生熱應力問題。目.前的金屬基板是指由金屬薄板、絕緣介質層和銅(或鋁)箔複合製成的金屬基覆銅板。

選擇標準

選擇基板材料首先必須考慮到基板材料的電氣特性,即基材的絕緣電阻、抗電弧性、擊穿強度;其次要考慮其機械特性,即印製電路板的抗剪強度和硬度;另外還要考慮到價格和製造成本。

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