覆铜板核心材料-氮化硼

大家好！众所周知，氮化硼在覆铜板上的应用已经越来越普遍了，那氮化硼是如何成为覆铜板制造过程中的核心材

料呢？下面就让元宝为大家基于其导热性、绝缘性及结构特性，总结其在电子封装和高频电路中的关键作用。

一、氮化硼的核心特性与覆铜板需求匹配

1. 高导热性与散热优化

六方氮化硼（h-BN）导热系数高达 300 W/(m·K)，远超氮化铝（200 W/(m·K)）。其片状结构可在树脂基体中形成高效导热通路，显著提升覆铜板的散热能力，解决高功率电子器件的热累积问题。

- 在5G高频覆铜板中，h-BN填充的聚苯醚（PPO）树脂基板兼具低介电损耗和高导热性，满足高频信号传输的稳定性要求。

2. 绝缘性与介电性能

- h-BN是优质绝缘体，介电常数低（~4），介电损耗小（tanδ < 0.002），适用于高频电路基板，减少信号传输损耗。

3. 耐高温与稳定性

- h-BN在空气环境中耐温达1000℃，高温下仍保持润滑性和化学惰性，避免覆铜板在回流焊等高温工艺中变形或失效。

二、覆铜板中的具体应用形式

1. 导热填料：复合填料设计

-单一填料局限：氮化铝（AlN）导热性较好但成本高，氧化铝（Al?O?）成本低但导热不足。

复合优化方案：将片状h-BN与球状AlN复配片状BN搭建导热路径，球状AlN填充空隙，在低填充量下实现导热系数＞10 W/(m·K)，平衡性能与成本。

2. 高频基板增强材料

- h-BN改性树脂（如聚苯醚）用于5G/6G覆铜板，提升基板热性能的同时保持低介电损耗（＜0.004），确保高频信号完整性。

3. 金属基覆铜板（MCPCB）的绝缘层

- h-BN作为金属基板（如铝基）与铜箔间的绝缘层，兼具高绝缘性（击穿电压＞20 kV/mm）和纵向导热能力，适用于LED、功率模块等散热敏感场景。

三、典型案例与技术进展

1. 纳米氮化硼导热纸基覆铜板

纳米h-BN通过涂覆或复合工艺集成于纸基覆铜板，显著提升基材的导热性和机械强度，适用于高密度互连（HDI）板。

2. 复合填料在金属基板的应用

采用h-BN/AlN复合填料，使铝基覆铜板导热系数突破8 W/(m·K)，成本较纯AlN方案降低30%。

3. 抗金属浸润保护涂层

h-BN涂料用于覆铜板生产模具，防止熔融金属粘结（摩擦系数0.16），延长设备寿命并减少铸件缺陷。

四、未来研发方向

1. 功能化改性提升分散性

- 通过羟基化、π-π键修饰等提升h-BN在树脂中的相容性，避免团聚（如胆酸钠球磨法）。

2. 超高热导率填料开发

- 探索h-BN与金刚石（导热＞1000 W/(m·K)）的复合，突破导热瓶颈。

3. 低成本规模化制备

- 优化固相反应法、CVD工艺，降低高纯度h-BN生产成本。

总结

氮化硼（尤以六方相h-BN为核心）凭借其“高导热+高绝缘+低介损”三位一体特性，成为高端覆铜板升级的核心材料。当前技术焦点在于：

? 复合填料设计（h-BN+AlN）优化性价比；

? 纳米化与表面功能化提升分散效率；

? 匹配5G/电动汽车对散热与信号完整性的极限需求。未来随着封装技术向更高功率、更小尺寸演进，h-BN在覆铜板中的应用深度将持续拓展。

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