當(dāng)前位置:首頁 ? 行業(yè)動(dòng)態(tài) ? DPC陶瓷基板Micro TEC:多領(lǐng)域高精度溫控的實(shí)踐與探索
文章出處:行業(yè)動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯:深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司 閱讀量:- 發(fā)表時(shí)間:2025-06-03
在5G通信、人工智能與自動(dòng)駕駛技術(shù)飛速發(fā)展的今天,高速光模塊、激光雷達(dá)等核心器件對(duì)溫度穩(wěn)定性的要求已逼近物理極限。傳統(tǒng)溫控方案難以滿足毫米級(jí)精密器件的需求,而基于DPC(Direct Plating Copper)陶瓷基板的Micro TEC(微型熱電制冷器)憑借其卓越的材料特性與先進(jìn)的加工工藝,正在成為高精度溫控領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)。下面由金瑞欣小編將從技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景兩個(gè)方面展開深入分析:
一、Micro TEC@DPC陶瓷基板的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
Micro TEC(微型熱電制冷器)基于帕爾貼效應(yīng),通過電流方向的切換實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的吸熱與放熱。然而,要在毫米級(jí)尺寸下實(shí)現(xiàn)高效的溫控功能,基底材料的三大核心能力不可或缺。
高熱導(dǎo)率:氮化鋁(AlN)陶瓷,作為Micro TEC的基底材料,其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)230 W/(m·K)。這一卓越的熱導(dǎo)率使得AlN陶瓷能夠迅速導(dǎo)出Micro TEC在工作過程中產(chǎn)生的熱量,有效避免局部熱堆積現(xiàn)象,從而防止因熱量積聚導(dǎo)致的效率衰減,確保溫控系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
熱膨脹匹配:AlN陶瓷的熱膨脹系數(shù)為4.5 ppm/℃,與碲化鉍(4.7 ppm/℃)高度一致。這種近乎完美的熱膨脹匹配性,確保了在-40℃~125℃的極端冷熱循環(huán)過程中,材料界面不會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。這一特性極大地提升了Micro TEC的使用壽命,使其壽命提升3倍以上,為長(zhǎng)期穩(wěn)定的溫控提供了堅(jiān)實(shí)保障。
精密電路加工:DPC工藝通過磁控濺射和光刻技術(shù),實(shí)現(xiàn)了30 μm線寬和50 μm線距的超高精度電路。這種高精度的電路加工能力支持熱電偶陣列的高密度封裝,完美滿足了光模塊、激光雷達(dá)等設(shè)備對(duì)微型化和高性能的雙重需求,為高精度溫控系統(tǒng)的微型化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
高絕緣性與耐壓性:AlN陶瓷材料的擊穿電壓超過20 kV/mm,結(jié)合DPC基板的雙面銅層設(shè)計(jì)(厚度范圍為10-300 μm),不僅能夠?qū)崿F(xiàn)熱電分離,還能有效避免高壓場(chǎng)景下的漏電風(fēng)險(xiǎn)。這一特性在高精度溫控領(lǐng)域尤為重要,為設(shè)備的安全運(yùn)行提供了可靠保障。
二、Micro TEC@DPC陶瓷基板的應(yīng)用場(chǎng)景
(一)光通信模塊
在400G/800G光模塊中,Micro TEC通過DPC基板實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的溫控,精度可達(dá)±0.01℃。這種高精度的溫控能夠有效維持激光器波長(zhǎng)的穩(wěn)定性,避免因溫度漂移導(dǎo)致的光信號(hào)串?dāng)_,從而確保光通信系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。單顆Micro TEC能夠支持25Gbps以上的高速率傳輸,完美滿足了AI算力驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)中心對(duì)高精度溫控的需求,為數(shù)據(jù)中心的高效運(yùn)行提供了有力支持。
(二)激光雷達(dá)
車載激光雷達(dá)的VCSEL激光器功率密度極高,需要快速散熱以避免性能衰減。DPC基板通過雙面銅層和通孔導(dǎo)熱設(shè)計(jì),能夠高效地將芯片熱量導(dǎo)出至散熱器。這種高效的散熱設(shè)計(jì)確保了激光雷達(dá)在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行,為自動(dòng)駕駛技術(shù)的安全性和可靠性提供了重要保障。
(三)醫(yī)療與工業(yè)設(shè)備
在紅外熱像儀中,DPC基板Micro TEC能夠提供毫秒級(jí)的制冷響應(yīng),將探測(cè)器溫度迅速降至-60℃。這種快速制冷能力顯著提升了成像精度,為醫(yī)療診斷和工業(yè)檢測(cè)提供了更清晰、更準(zhǔn)確的圖像支持。在基因測(cè)序儀中,Micro TEC的高絕緣性能夠保障生物芯片的溫控安全,確保基因測(cè)序過程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
(四)工業(yè)領(lǐng)域
在氣體檢測(cè)儀中,DPC基板用于紅外傳感器的控溫,通過隔絕化學(xué)腐蝕,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。這種耐腐蝕性設(shè)計(jì)使得氣體檢測(cè)儀能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,為工業(yè)安全提供了有力保障。在半導(dǎo)體制造中,Micro TEC配合氮化鋁基板實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓蝕刻機(jī)的精準(zhǔn)溫控,確保制造過程的穩(wěn)定性,為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了重要支持。
DPC陶瓷基板Micro TEC通過材料創(chuàng)新與工藝突破,成功解決了高精度溫控與微型化集成的矛盾,成為5G、AI、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的核心技術(shù)。未來,隨著技術(shù)持續(xù)迭代,其應(yīng)用邊界將進(jìn)一步擴(kuò)展,推動(dòng)全球高科技產(chǎn)業(yè)邁向更高性能與更可靠的溫控新時(shí)代。
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