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常用的八大陶瓷基板材料導熱率排行榜

斯利通陶瓷電路板 ? 來源:斯利通陶瓷電路板 ? 作者:斯利通陶瓷電路板 ? 2023-05-31 11:10 ? 次閱讀

導熱率,也稱為熱導率,是描述物質傳遞熱量能力的物理量。它表示單位時間內,單位面積上的熱量傳遞量與溫度梯度之比。導熱率越大,物質對熱量的傳遞能力越強。在熱傳導過程中,導熱率是一個非常重要的參數,決定了物質的熱傳導速度。在工程和科學研究中,導熱率通常用來評估材料的熱性能,以便進行材料的選擇和設計。

陶瓷基板的導熱率指的是陶瓷基板材料傳導熱量的能力,通常用熱導率(W/mK)來表示。

一、金剛石(C):導熱率為1000-2000 W/mK,是一種具有極高導熱性能和硬度的陶瓷材料,但也具有較高的價格和加工難度,常被用于高功率密度、高頻率電子器件的散熱。

二、碳化硅(SiC):導熱率為120-490 W/mK,是一種具有極高導熱性能和機械強度的陶瓷材料,同時具有較好的化學穩定性和高溫穩定性,常被用于高功率密度、高頻率電子器件的散熱和封裝。定性,常被用于高溫電子器件的封裝和隔熱。

三、氮化鋁(AlN):導熱率為170-230 W/mK,是導熱性能最好的陶瓷基板材料之一,可以有效地散熱,用于高功率密度電子器件和高頻電子器件的散熱。

四、氮化硅(Si3N4):導熱率為20-80 W/mK,具有優異的機械強度和化學穩定性,通常用于高溫、高壓電子器件的封裝和散熱。

五、藍寶石(Al2O3):導熱率為25-40 W/mK,具有高硬度、高透明度、高化學穩定性和良好的絕緣性能,常被用于光學器件、激光器、LED照明和電力電子等領域。

六、氧化鋁(Al2O3):導熱率為18-35 W/mK,具有較好的絕緣性能和機械強度,廣泛應用于電力電子、LED照明、半導體封裝等領域。

七、壓電陶瓷:導熱率較低,通常為2-15 W/mK,但具有良好的壓電效應和機械強度,在聲波、超聲波、振動傳感等領域有廣泛應用。

八、氧化鋯(ZrO2):導熱率為2-3 W/mK,具有較好的機械強度和化學穩定性,在高溫環境下具有良好的性能穩定性,常被用于高溫電子器件的封裝和隔熱。

藍寶石和金剛石具有極高的硬度和導熱性能,但價格較高,加工難度也較大。壓電陶瓷具有良好的壓電效應和機械強度,但導熱性能相對較低。氮化鋁和氧化鋯具有良好的導熱性能和機械強度,適用于高功率密度、高頻率電子器件的散熱和封裝。

雖然陶瓷基板材料具有良好的導熱性能和化學穩定性,但其機械強度和韌性較差,易受到外界沖擊和振動的影響而發生裂紋和損傷。因此,在實際應用中,需要采取有效的散熱結構設計和封裝方式,以及合適的保護措施,保證陶瓷基板材料的穩定性和可靠性。

另外,不同的應用領域對于陶瓷基板的要求也有所不同。例如,在高功率密度電子器件和高頻電子器件的散熱領域,氮化鋁是首選材料,因為其導熱率高、熱膨脹系數小,能有效地保持高功率密度電子器件的穩定性;而在高溫、高壓電子器件的封裝和散熱領域,則常采用氮化硅和硼氮化鋁,因為它們具有較好的化學穩定性和機械強度,在高溫、高壓環境下能夠保持良好的性能穩定性。

需要注意的是,陶瓷基板材料的導熱率只是其熱管理性能中的一個因素,其它因素,如熱傳導路徑、散熱結構設計等,同樣重要。因此,選擇合適的陶瓷基板材料需要綜合考慮多方面因素,才能達到最佳的散熱效果和性能穩定性。

此外,不同的陶瓷基板材料在加工上也存在差異,加工難度也會影響到其適用范圍和成本。例如,氮化鋁具有高硬度和高強度,加工難度較大,需要采用鉆石工具進行加工,成本較高;而氮化硅則比較易加工,成本相對較低。

同時,在選擇陶瓷基板材料時,還需要考慮其對電路設計的影響。不同的陶瓷基板材料具有不同的介電常數和介質損耗,這會影響到電路的傳輸特性和性能穩定性。因此,需要根據具體的電路設計需求和指標要求,選擇合適的陶瓷基板材料。

審核編輯:湯梓紅

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