电路板用导热绝缘介质材料

无论是起支撑作用的电路板（金属绝缘基板）、起电气连接作用的互联材料（烧结银焊接）、起绝缘和环境保护作用的包封材料（环氧灌封料），还是起散热作用的界面热导材料，都对电力电子器件的电气性能、抗电磁干扰特性、热特性、器件的效率及可靠性等影响显著，是电力电子器件领域除芯片本身之外的另一核心部分。

电路板基板按照材质的不同可以分为3类：聚合物绝缘基板、金属基板和陶瓷基板。

聚合物绝缘基板：采用高耐热、热阻性好的聚酰亚胺树脂为基材的柔性基板制备的柔性电路板，可应用于需要三维高封装密度的中低功率电力电子模块装置。

金属基板：具有更高的热导率，多用于对散热性能要求较高的领域；与厚膜陶瓷基板相比，金属基板的力学性能更为优良，因此，金属基板具有独特优势。典型的金属基板包括3层，第一层为导电层，即线路层，一般为铜箔；第二层为导热绝缘层，主要起绝缘、粘接和散热的作用；第三层为金属基层，即底层散热层，所用材料为铝、铜等金属板，以及像铜-石墨、铝-碳化硅这样的复合导电基板等。导热绝缘层主要由提供粘接性能的有机树脂和高导热无机填料组成。有机高分子材料结构中通常含有较多的缺陷，分子振动和晶格振动不协调，导致声子散乱程度高，因此具有较低的热导率。目前有机树脂使用最多的是环氧树脂，也常用聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、聚氨酯等改性的环氧树脂。还有一些其他种类的树脂如酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚苯醚等。导热绝缘层的导热性主要取决于其中的填料，可供选择的填料有Al2O3、MgO、ZnO、BeO、h-BN、Si3N4以及AlN等。其中，Al2O3虽然热导率不高，但是其球形度好，容易在有机树脂中分散，适宜高填充量，并且价格便宜，因此应用较多。高导热金属基板材料的生产厂家主要以美国贝格斯、日本理化工业所、CMK、松下、利昌工业株式会社等为代表。

陶瓷基板：主要在宽禁带半导体器件中起连接芯片与外电路的作用，同时兼具支撑、散热、保护和绝缘的功能。目前所知的能够用于绝缘基板的、导热性能优越的材料当属金刚石，其热导率高达3000 W/(m·K)，其他的具有强共价键键合结构的Al2O3、AlN等单晶共价键材料热导率也仅大于30 W/(m·K)。陶瓷基板由陶瓷绝缘层和镀覆金属层组成，目前常用的陶瓷绝缘层材料主要有Al2O3、AlN和Si3N4。陶瓷基板按结构与制作工艺可以分为：厚膜陶瓷基板（Thick Film Ceramic，TFC）、直接键合铜陶瓷基板（Direct Bonded Copper，DBC）、直接电镀覆铜陶瓷基板（Direct Plated Copper，DPC）以及活性金属钎焊陶瓷基板（Active Metal Bond，AMB）等。

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1.导热绝缘材料在电力电子器件封装中的应用-知乎

2.导热绝缘材料在碳化硅模块封装中的应用