北京瑞凯铝基板及美国贝格斯铝基板和热界面导热材料介绍_图文

1、 地址:北京市西城区裕民路 18号北环中心 A 座 109室Address :Room 109, Block A, North Ring Center , No.18 Yumin Road, Xicheng District, Beijing Postcode :100029Tel : (010 82251893, 82253438Fax : (01082254318Email :salesHttp:/北京瑞凯电子有限公司北京瑞凯电子有限公司成立于 1993年,一直专业从事铝基板的研发、生产和销售,拥有 国内领先的铝基板专用生产线, 检测设备和检测手段齐备。我公司技术力量雄厚,拥有一批高 素质

2、的专业研发队伍,从 1999年起,又与美国贝格斯进行全面的战略合作,共同推出了两款 款综合性能具有国际先进水平的铝基板 LED-0602和 IMS-H01,非常适合大功率 LED 应用, 而价格又极具竞争力,满足了国内中高端客户的需求。美国贝格斯作为热管理领域的世界领导厂商,集 30多年的解决热管理方面的经验,凭借 雄厚的研发实力,先进的技术和设备, 高品质的系列化产品,引领了当今铝基板的世界发展潮 流。为了服务于高端客户,我们代理销售贝格斯 T-Clad ® LTI, HT , MP 三大系列铝基板产品。 同时我们经销美国贝格斯的导热界面材料 Sil-Pad (导热绝缘体 , Ga

3、p-Pad (导热填充材料 Hi-Flow (相变界面材料 , Bond- Ply(导热胶 , TIC(导热膏 。我公司于 2003年通过了 ISO9001:2000质量体系认证,实行全员、全方位、全过程的 全面质量管理,目前全部产品完全满足欧盟 RoHS 指令。本着创新专业的设计, 精湛的生产工艺, 卓越的产品质量, 完整的产品设计配套解决方案, 公司在业内树立了很高的知名度,深得客户信赖。秉承 “ 用户至上、信誉第一、质量上乘、技术领先 ” 的宗旨,公司坚持走高品质、低价格的 发展策略,努力完善销售与服务网络,真诚聆听客户的需求与建议, 时刻关注产品的国际发展 趋势, 以积极的态度主导市场

4、, 服务客户, 瑞凯公司将坚持科技为本, 永远走高技术产业之路。北京瑞凯铝基板IMS-H01IMS-H02 LED-0602IMS-03代理销售美国贝格斯 T-Clad®铝基板HT-04503HT-07006LTI-04503LTI-06005 LTI-06006MP-06503MP-09006经销美国贝格斯导热界面材料Sil-Pad 导热绝缘体 Gap-Pad 导热填充材料Hi-Flow 相变界面材料 Bond- Ply导热胶TIC 导热膏MCPCB 加工热量是 LED和其它硅类半导体的大敌。随着电子工业的飞速发展,电子产品的体积尺寸越来越小,功 率密度越来越大,解决散热问题是对电

5、子工业设计的一个巨大的挑战。铝基板无疑是解决散热问题的有效 手段之一。铝基板是一种有良好散热功能的覆铜板,它由独特的三层结构所组成,分别是电路层、导热绝缘层和 金属基层(见图1 。铝基板的工作原理是:功率器件表面贴装在电路层,器件所产生的热量通过绝缘层传 导到金属基层,然后由金属基板扩散到模块外部,实现对器件的散热。 线路层线路层(一般采用电解铜箔,即 ED 铜经过蚀刻形成印刷电路,用于实现器件的装配和连接。 绝缘层绝缘层是铝基板最核心的技术,目前国际上技术领先的铝基板绝缘层都是由高导热、高绝缘的陶瓷粉 末填充而成的聚合物所构成,这样的绝缘层具有很低的热阻,很高的绝缘强度,良好的粘结性能。同时

6、要 求绝缘层具有优异的粘弹性,能够吸收器件焊接和运行时所产生的机械及热应力。目前国内的众多铝基板生产厂家,因自身的技术、设备、材料和资金等各方面因素的制约,其绝缘层 均使用了商品化的 FR-4半固化片(导热系数仅为 0.3/m-K ,该绝缘层之中没有添加任何的导热填料,因 此,这种铝基板的热传导性很差,同时也不具备高强度的电气绝缘性能。铝 基 板 介 绍但是我们看到,国内很多铝基板生产商,恶意夸大自己的导热性能,有的介绍自己的产品性能竟然比 美国和日本的最高档产品还要优秀,这是很不负责任的行为,这会导致客户受到误导,如果客户依照他们 提供的热性能参数进行设计,必然会产生严重的质量问题。铝基板热

7、阻越小,越有利于器件运行时所产生热量的扩散,也就越有利于降低器件的运行温度,从而 达到提高模块的功率负荷,减小体积,延长寿命,提高功率输出等目的。金属基层绝缘金属基板采用何种金属,主要取决于热膨胀系数,热传导能力,强度,硬度,重量,表面状态和成 本。绝大部分的金属基板都采用了铝板作为金属基层。选用铝材的种类,主要依据机械加工工艺和成本的 考量。可供选择的铝材类型有:6061T6 , 5052H34, 1050或 1060。选择 C11000,因为铜的热传导能力更强,是解决超高功率模块散热问题的一个重要的选择。北京瑞凯铝基板性能指标 项 目 LED-0602 IMS-H01 IMS-H02 IM

8、S-03 绝缘层厚度 1mil/µm 热阻 2/W 导热系数 3W/m-K 击穿电压 4KVAC 介电常数 5 体积电阻率 6·cm 表面电阻率 7 UL 温度指数 8 热冲击 9300 剥离强度 10N/cm 6/150 0.95 1.1 5.0 7 1×1014 1×1013 130 120S 20 6/150 1.05 1.1 8.0 7 1×1014 1×1013 130 120S 20 4/100 0.75 1.3 5.0 7 1×1014 1×1013 130 120S 20 3/75 1.42 0.7

9、5 2 5 1×1014 1×1013 90 60S 22 测试方法说明： 1 - ASTM D374 2 - Bergquist TO-220 test RD2018 3 - ASTM5470 4 - IPC-TM-650 5 - IPC-TM-650 6 - IPC-TM-650 7 - IPC-TM-650 8 - UL 746E 9 - IPC-TM-650 10 - IPC-TM-650 6/21 The Bergquist T-Clad®性能指标 项 目 HT-04503 3/75 0.45 0.05 2.2 6.0 7 1×1014 1&#

10、215;1013 150 1500 140 120S 6 HT-07006 6/150 0.70 0.07 2.2 11.0 7 1×1014 1×1013 150 5000 140 120S 6 LTI-04503 3/75 0.45 0.05 2.2 6.5 7 1×1014 1×1013 90 1500 130 120S 6 LTI-06005 5/125 0.60 0.09 2.2 9.5 7 1×1014 1×1013 90 2000 130 120S 6 LTI-07006 6/150 0.70 0.11 2.2 11.0

11、 7 1×1014 1×1013 90 2500 130 120S 6 MP-06503 3/75 0.65 0.09 1.3 8.5 6 1×1014 1×1013 90 1500 130 120S 9 MP-09006 6/150 0.90 0.18 1.3 12.5 7 1×1014 1×1013 90 2500 130 120S 9 绝缘层厚度 1mil/µm 热阻 2/W 热阻 3in2/W 导热系数 4W/m-K 击穿电压 5KVAC 介电常数 6 体积电阻率 7·cm 表面电阻率 8 玻璃化转变温度

12、9 典型验证测试 10 VDC UL 温度指数 11 热冲击 12300 剥离强度 13lb/in 测试方法说明： 1 - ASTM D374 2 - Bergquist TO-220 test RD2018 3 - 依据 ASTM 5470 计算 4 - ASTM 5470 5 - ASTM D149 6 - ASTM D150 7 - ASTM D257 8 - ASTM D257 9 - Bergquist MDSC test RD2014 10 - 500V/sec ramp, 5 sec hold 11 - UL 746 E 12 IPC TM 650 13 ASTM D2861 7

13、/21 北京瑞凯铝基板标准尺寸 结构层 所 用 材 料 材料厚度 铝基板型号 标准尺寸 LED-0602 1oz(35µm 线路层 铜 箔 2oz(70µm 3oz(105µm 4oz(140µm IMS-H01 IMS-H02 北京瑞凯铝基板主要有三种尺寸 IMS-03 LED-0602：605×455mm (24×18 IMS-H01：605×455mm (24×18 IMS-03：490×325mm 高导热陶瓷填充 150µm(6mil LED-0602 绝缘层 高导热陶瓷填充 150&#

14、181;m(6mil IMS-H01 高导热陶瓷填充 100µm(4mil IMS-H02 北京瑞凯铝基面进行了氧化处理，板面光线 柔和，坚硬，对于装配过程中的轻度摩擦 FR-4，无填充材料 75µm(3mil IMS-03 LED-0602 IMS-H01 具有比较强的抵抗力。如果客户提出要求， 也可提供铝板拉丝表面。 铝 (1050 (6061T6 (5052H34 0.6mm 0.8mm 1.0mm 1.5mm 2.0mm 铝面有保护膜，其作用是保护基板运输过程 IMS-H02 IMS-03 LED-0602 中不受到污染和划伤，同时能够适应蚀刻 和电镀工艺的要求，在

15、 PCB 加工完成以后 就可以去除。根据 PCB 加工工艺要求，铝 面分别有 80，200，300耐温三种 金属基层 铜 (C11000 1.0mm 1.5mm 2.0mm IMS-H01 保护膜可供选择。 IMS-H02 IMS-03 8/21 The Bergquist T-Clad®标准板材尺寸 结构层 所 用 材 料 材料厚度 1oz(35µm 2oz(70µm 3oz(105µm 4oz(140µm 线路层 铜 箔 5oz(178µm 6oz(210µm 8oz(280µm 10oz(350µm

16、 HT-04503 HT-07006 LTI-04503 绝缘层 LTI-06005 LTI-07006 MP-06503 75µm (3mil 150µm(6mil 75µm (3mil 125µm(5mil 150µm(6mil 75µm (3mil 0.51mm 铝 (6061T6 (5052H34 1.02mm 1.57mm 2.03mm 3.18mm 金属基层 0.81mm 1.02mm 铜 C11000 1.52mm 2.03mm 3.18mm 标准尺寸 T-Clad®铝基板主要提供如下两种尺寸 18×

17、24(457.2×609.6mm 可用面积 17×23(451.8×584.2mm， 每边各有 0.5的工艺边 20×24(508×609.6mm 可用面积 19×23 (482.6×584.2mm， 每边各有 0.5的工艺边 常规情况下，T-Clad®铝基面主要以拉丝处理为主， 亦可根据客户的要求提供氧化表面。 T-Clad®铜箔面粘贴保护膜，其作用是在运输过程中 防止铜箔受到污染和划伤，在进行加工 PCB 前就可 以去除；铝基面也有保护膜，既能保护基板运输过程 中不受到污染和划伤， 也能适应蚀刻和电镀

18、工艺的要 求，在 PCB 加工完成以后就可以去除。根据 PCB 加 工工艺要求，铝基面分别有 200，300耐温三种 保护膜可供选择。 9/21 铝基板的应用领域 LED 领域 LED 在市场上已经应用很长时间了，主要集中在 PDA，手提电话，以及其他消费类电子市场。这些产 品的寿命相对较短， LED 的寿命不是主要问题， 因为在 LED 寿命到期之前， 这些产品就已经报废或过时了。 随着近年来 LED 设计和工艺技术的不断进步，推动 LED 的亮度不断提高，以便与白炽灯，荧光灯，甚至卤 素灯展开竞争。 像大多数电子器件一样，热量也是 LED 的最大的威胁。尽管多数人认为 LED 不发热，其实

19、相对于它的 体积来说，LED 产生的热量是很大的。热量不仅影响 LED 的亮度，也改变了光的颜色，最终会导致 LED 失效。因此，为了防止 LED 热量的累积正变得越来越重要，保持 LED 长时间的持续高亮度 的关键是采用最先进的热量管理材料，如具有高导热性能的铝基板。 LED 焊料或胶 铜箔 绝缘层 热界面材料 金属基板 散热器 图 2（大功率器件使用铝基板的典型结构图） 在一个典型的 LED 结构中（图 2） ，LED 产生的热量通过绝缘层传导到金属基板，再经过热界面材料 传导到散热器，这样就能将 LED 所产生的绝大部分热量通过对流的方式带走到周围的空气中。然而大多数 的铝基板绝缘层只有

20、很小的热传导性甚至没有导热性，这样就使得热量不能从 LED 传导到散热片（金属基 板） ，无法实现整个散热通道畅通。这样，LED 的热累积很快就会导致 LED 失效。而具有高导热性绝缘层 10/21 的铝基板，就很好的解决了这个问题。从而确保 LED 最低的运行温度，最亮的亮度，以及最长的使用寿命。 因此，选择具有高导热性能的铝基板对 LED 来说至关重要。因为铝基板的金属特性，它可加工成各种形状。 事实上，高导热性能的铝基板允许设计师在任何应用领域使用高亮度 LED。 为了更加直观的说明铝基板绝缘层导热性能的优劣对 LED 光通量的影响，请看下图的一组对比试验， 其测试条件是：同样 1W 的

21、 LED，使用不同的导热性能的铝基板，让 LED 维持在 50°C 运行，三种不同导 热性能的绝缘层，光的输出量对比。通俗一点的说法就是，热传导能力差的铝基板，LED 的输入的电流大 小受限制，电流太大，LED 的发热量无法及时散发出去，温度很快就会超过 50°C，因此就只有降低电流， 这样 LED 的光通量就急剧减小，无法达到额定的输入电流。而导热性能越好的铝基板，因为热的扩散性好， 即使输入更大的电流，温度仍然可以维持在 50°C，这样 LED 的光通量自然就提高了。 绝缘层：FR-4 未添加导热填料 绝缘层导热系数：0.3W/m-K 绝缘层：T-Clad&#

22、174; 3mil×MP 绝缘层：添加导热填料 绝缘层导热系数：1.3W/m-K 绝缘层：T-Clad® 3mil×LTI 绝缘层：添加导热填料 绝缘层导热系数：2.2W/m-K 大功率 LED 装配在不同导热性能的铝基板，其光通量的对比图 11/21 近年来，我们为国内外众多的大功率 LED 照明工程和照明器具，提供各种档次的铝基板（包括 The Bergquist 铝基板 T-Clad®）以及 MCPCB，满足了客户多层次的需求。应用的产品包括：大功率 LED 投射 灯，LED 水底灯，LED 手电筒，LED 洗墙灯，LED 车库灯，LED 路灯，L

23、ED 筒灯，LED 交通信号灯，LED 草坪灯，LED 发光字，LED 背光源，LED 液晶电视等。我们的高导热性能的铝基板，能够实现大功率 LED 最亮的发光亮度，最长的使用寿命。尤其是对高功率（1W 以上） 、高档次的 LED 产品，使用 Bergquist 铝 基板 T-Clad®和我公司的 LED-0602 铝基板就成为明智的选择。 此外，我也批量国内外客户客户提供 Cree® XLamp®；Osram Golden Dragon®；Lumileds Luxeon® , and；Lumileds Luxeon® K2；Lumi

24、leds Luxeon® Rebel ；Nichia Power LED 3.5×3.5；Seoul Semiconductor Z-Power 等各种型号的标准 Star，我们有一下各种拼版方式可供选择： 20（5×5 拼） ，20（3×5 拼） ，18（2×5 拼） ，15（4×10 拼） ，12.8（2×5 拼） ，3×1W 等。 12/21 13/21 14/21 DC/DC 电源变换器 电机驱动 音响和 TV 等输出放大器、均衡放大器、前置放大器、开关电源 其它应用：汽车，摩托车和医用电子等 15/21

25、贝格斯公司是一家服务于电子业的高品质材料制造商, 作为业界的领导者,贝格斯拥有达到世界先进水平的研发机构和生产设施,开发生产导热产品,触摸屏和薄膜开关以及分销电子元器件。在世界范围内 为众多行业服务,如汽车,电脑,军队,航空,电信等。贝格斯的传热产品部是世界领先的导热材料的开发商和生产商,这些材料为控制和管理电子整机及线 路板中产生的热量提供解决方案,被众多行业的世界顶级企业所广泛使用。这些材料包括:Sil-Pad ®(导热 绝缘体 , Gap-Pad ®(导热填充材料, Hi-Flow ®(相变界面材料 , Bond-Ply ®(导热胶 , TIC (

26、导热膏 。(1 S il-Pad 导热绝缘垫片:Sil-Pad 材料有多种形式,是云母片,陶瓷片或导热膏的有效替代物,非常干净。 Sil-Pad 可保证半导 体器件与散热片的绝缘并提供高耐压强度。Sil-Pad 特点:优异的导热性避免导热硅脂的脏污,比云母片耐用 与其他方式相比有较低的总安装成本(2 Gap-Pad/Gap-Filler导热填充材料:Gap-Pap 家族具有众多不同厚度,不同导热系数,不同软硬度的产品。为高低不平的表面,间隙和粗 糙的表面提供有效的传热界面。 Gap-Filler 液态导热材料是可以现场成型的产品。The Bergquist 导热界面材料介绍Gap-Pap特点

27、:低模量聚合物玻纤增强或非增强消除间隙以降低热阻高度的表面变形性可以降低界面热阻 电气绝缘单面或双面自然粘性(带保护膜 不同的厚度和硬度不同的导热系数 (3 Bond-Ply粘接材料Bond-Ply 将散热片永久性的粘接到芯片上并减弱不同热胀系数导致的应力。可用于 粘接 BGA 散热片粘接微处理器和散热片粘接驱动芯片和散热片粘接导热板和 PCB粘接电机控制 PCB 和导热板Bond-Ply 特点:取代热固化胶取代螺丝固定取代压片固定 (4 Liqui-Bond 导热胶Liqui-Bond 可以理想的将发热元件粘接到带有金属外壳或散热片的线路板上。 Liqui-Bond 导热胶有加 温固化和室温

28、固化,可替代机械固定用于以下用途¾功率器件与散热片¾LED 和铝基板¾BGA 与散热片Liqui-Bond 特点:优异的高低温性能机械和化学稳定性低模量吸收应力 (5 Hi-flow相变界面材料Hi-Flow 相变材料用于 CPU 或功率器件与散热片之间,是硅脂的理想替代物。 Hi-Flow 材料在某一特 定温度下从固相变成流动以确保界面的完全润湿但不会过度流动。使其界面与硅脂类似但没有污染,脏污。 Hi-Flow 家族提供多种选择以满足客户对性能,安装和操作的需要。以下是一些选择:¾单面带胶或双面均不带胶¾铝箔基材(不需绝缘时, ¾薄膜或玻纤基材(需绝缘时¾无基材材料¾有保护膜的冲切片¾特别的粘性适合常温使用,不需预热散热片。Hi-Flow特点:取代导热膏,省时省钱而不牺牲热性能不脏腻,触变特性使其不会流到界面外容易操作 美国贝格斯热界面导热材料产品性能表 型号 Q-Pad II Q-Pad 3 Hi-Flow 105 Hi-Flow 115-AC Hi-Flow 300G Hi-Flow 225F-AC Hi-Flow 225UT Hi-Flow 225U Hi-Flow 625 Bond-Ply 660B Bond-Ply 1