陶瓷金屬化的應用

1.電力電子領域

電力電子技術是現(xiàn)代高效節(jié)能技術，是弱電控制與被控制強電之間的橋梁，是在非常廣泛的領域內(nèi)支持多項高技術發(fā)展的基礎技術。電力電子技術發(fā)展的基礎在于高質(zhì)量器件的出現(xiàn)，后者的發(fā)展又必將對管殼提出更高更多的要求。

真空開關管（陶瓷真空滅弧室）是氧化鋁陶瓷經(jīng)金屬化后與銅封接成一體，是一種新型高性能中高壓電力開關的核心部件，其主要作用是，通過管內(nèi)真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流，從而達到安全開斷電路和控制電網(wǎng)的作用，避免事故和意外的發(fā)生，其部分產(chǎn)品見下圖。真空開關管具有節(jié)能、防爆、體積小、維護費用低、運行可靠和無污染等特點，主要用于電力的輸配電控制系統(tǒng)。

2.微波射頻與微波通訊

在射頻/微波領域，氮化鋁陶瓷基板具有其它基板所不具備的優(yōu)勢：介電常數(shù)小且介電損耗低、絕緣且耐腐蝕、可進行高密度組裝。其覆銅基板可應用于射頻衰減器、功率負載、工分器、耦合器等無源器件、通信基站(5G)、光通信用熱沉、高功率無線通訊、芯片電阻等領域。

3.LED封裝

對于現(xiàn)有的LED光效水平而言，由于輸入電能的80-85%左右轉(zhuǎn)變成熱量，且LED芯片面積小，工作電流大，造成芯片工作的溫度高，因此芯片散熱是LED封裝必須解決的關鍵問題。

氮化鋁陶瓷基板由于其具有高導熱性、散熱快且成本相對合適的優(yōu)點，受到越來越多的LED制造企業(yè)的青睞，廣泛的應用于高亮度LED封裝、紫外LED等。LED封裝用陶瓷基板因其絕緣、耐老化、可在很小單位面積上固裝大功率芯片，擁有了小尺寸大功率的優(yōu)勢。

4.IGBT領域

絕緣柵雙極晶體管（簡稱IGBT）以輸入阻抗高、開關速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、承受電流大等特點，成為當今功率半導體器件發(fā)展主流。由于IGBT輸出功率高，發(fā)熱量大，散熱不良將損壞IGBT芯片，因此對IGBT封裝而言，散熱是關鍵，必須選用陶瓷基板強化散熱。

氮化鋁、氮化硅覆銅陶瓷基板具有熱導率高、與硅匹配的熱膨脹系數(shù)、高電絕緣等優(yōu)點，非常適用于IGBT以及功率模塊的封裝。廣泛應用于軌道交通、航天航空、電動汽車、智能電網(wǎng)、太陽能發(fā)電、變頻家電、UPS等領域。電動汽車以及混合動力汽車是高導熱氮化硅最主要的應用領域。

目前，國內(nèi)高鐵上IGBT模塊，主要使用的是由丸和提供的氮化鋁陶瓷基板，隨著未來高導熱氮化硅陶瓷生產(chǎn)成本的降低，或?qū)⒅饾u替代氮化鋁。氮化硅陶瓷覆銅板因其可以焊接更厚的無氧銅以及更高的可靠性，在未來電動汽車用高可靠功率模板中應用廣泛。