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基于CVD钻石的热管理方案适合任何有高散热需求的应用工业测控万芳

发布时间:2020-02-14 12:26:06 阅读: 来源:太阳能路灯厂家

基于CVD钻石的热管理方案,适合任何有高散热需求的应用 - 工业/测控 - 电子工程网

客制化的散热器,可用于大功率激光二极管、大功率LEDs、GaN功率放大器以及任何有高散热需求的应用

● 热管理的重要性

作为一个具有多年被动器件生产经验的厂商,我们从一开始就知道热管理的重要性。产品用料的散热能力很大程度上决定了整个产品的功率容量和稳定性。在我们所提供的产品中,使用了AlN、BeO和CVD钻石材料的产品,如果组装在铜法兰上,可以满足更高的功率要求。在高功率器件(功率放大器、MMICs、晶体管)、激光二极管以及极高亮度的LEDs的应用中,为达到更好的特性、更高的稳定性、更长的使用寿命,往往需要将器件内部活动层的温度保持的更低、更持久。另外,采用合适的热管理也可以增加器件的寿命以及减少器件的尺寸大小。

● 终极热处理方案:CVD钻石

CVD钻石是一种通过化学气相沉淀工艺制作的材料。基于CVD钻石材料开发的产品,不仅具有“小尺寸,大功率”的特点,而且射频特性也很好。比如一个0402的CVD钻石电阻,能够承受20W的连续波功率或者200W的脉冲功率。由于其热传导率是AlN的10倍,是BeO的6倍,因此使用CVD钻石可以保证器件具有更好的特性,更高的稳定性。CVD钻石的特性如下。

● 尺寸减少

使用CVD钻石可以减少2倍以上的器件尺寸。下图是一个150W的负载,在使用不同材料时的尺寸对比。

● 钻石材料产品

基于钻石材料的产品有三种,分别是钻石衰减器、钻石电阻、钻石负载。相关的产品图例和订货信息如下。

● 客制化的散热器

◆建立详细的客户规格

◆具有0.0254mm[0.001英寸]的标准公差

◆依据应用和连接方法优化的金属喷镀

▽引线键合(镀金)

▽连接材料(镀金或者镀锡,具有Pt, Pd 或者 Ni屏障)

▽根据特性决定选用CuSn(80/20)合金衬垫还是镀CuSn(80/20)合金的材料

▽通过热仿真来优化设计,如下图

● 散热材料特性对比

● 高温CTE特性对比

● AlN和BeO材料也可以提供

◆不需要CVD钻石散热、对价格敏感的应用

◆厚膜和薄膜都可以提供

● 标准尺寸向导

◆Layout举例

◆切割以及斜坡

▽ 钻石不能被切成方块。目前一般通过使用激光来切割晶圆,这样会导致在切割的边缘形成一个细小的斜坡,典型值为0.0254mm。如下图。

▽ 针对顶层和底层有隔离要求的器件,在切割面上的金属喷镀会延续到小斜坡上,但在其它没有喷涂金属的面上会依然保持隔离性能。如下图

◆最小长度和宽度:0.254mm[0.010英寸]

◆最大长宽比:3:1或者5:1(需要额外费用)

◆基板厚度限制:

▽ 最小:0.254mm[0.010英寸]

▽ 最大:0.508mm[0.020英寸]

▽ 标准厚度:0.380mm[0.015英寸]

▽ 标准厚度公差:0.050mm[0.002英寸]

▽ 优化厚度公差(需要额外费用):0.0254mm[0.001英寸]

◆金属喷镀材料到基材边缘的距离

▽ 主要用于避免短路

▽ 最小:0.050mm[0.002英寸]

▽ 建议值:0.127mm[0.005英寸]

◆最小导体/衬底的宽度:

▽ 最小:0.076mm[0.003英寸]

▽ 建议值:0.127mm[0.005英寸]

● 金属喷镀选项

◆Ti/Pt/Au

▽ 叠构

▽ 应用

- Au/Ge 和Au/Si 合金

- 能够承受450°C的高温

- Au/Sn和Pb/Sn都可以使用

◆TiW/Ni/Au

▽叠构

▽ 应用

- 相比Ti/Pt/Au价格更好

- 只能承受300°C的高温

- Au/Sn和Pb/Sn都可以使用

◆AuSn (衬底和全部全部金属喷镀的表面)

▽叠构

● 设计需求检查项

在提设计需求之前,请确保需求内容包含下面的各项:

◆常规尺寸以及设计公差

▽AutoCAD的dxf和dwg文件有助于加快报价和设计的进程

◆希望的金属喷镀和建议的连接方法

◆相关的应用信息

▽有助于推荐合适的金属喷镀方案用于优化设计

◆预计的年规模和订单

▽有助于提供有竞争力的价格

◆希望的温度条件

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