電子封裝陶瓷基板的制備流程及應(yīng)用領(lǐng)域介紹

一、制備流程

電子封裝陶瓷基板的制備工藝根據(jù)材料和需求差異分為多種技術(shù)路線，以下是主流工藝的流程及特點(diǎn)：

1. 高溫共燒陶瓷基板（HTCC）

• 流程：

• 特點(diǎn)：熱導(dǎo)率高（20~200 W/m·K），但金屬選擇受限（高熔點(diǎn)金屬導(dǎo)電性差），成本較高。

1. 將氧化鋁（Al?O?）或氮化鋁（AlN）陶瓷粉與黏結(jié)劑混合成漿料，刮片成型為生坯。

2. 鉆導(dǎo)通孔后，通過(guò)絲網(wǎng)印刷金屬漿料（如鎢、鉬）布線。

3. 多層疊加后在1600℃高溫?zé)Y(jié)，形成多層結(jié)構(gòu)。

2. 低溫共燒陶瓷基板（LTCC）

• 流程：

• 特點(diǎn)：導(dǎo)電性好，但對(duì)位精度受絲網(wǎng)印刷限制，需增加導(dǎo)熱孔提升性能。

1. 在Al?O?粉中摻入低熔點(diǎn)玻璃料，制成漿料流延成生坯。

2. 絲網(wǎng)印刷金、銀等金屬漿料布線，燒結(jié)溫度降至850~900℃。

3. 直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）

• 流程：

• 特點(diǎn)：導(dǎo)熱性優(yōu)異，但銅箔易翹曲，最小線寬>100μm。

1. 氧化鋁基片與銅箔在1065℃高溫下共晶燒結(jié)，形成Cu-Al?O?-Cu結(jié)構(gòu)。

2. 化學(xué)刻蝕形成電路圖形。

4. 直接電鍍銅陶瓷基板（DPC）

• 流程：

• 特點(diǎn)：低溫工藝（<300℃），線路精度高，但結(jié)合強(qiáng)度較低，適用于大功率LED。

1. 陶瓷基片表面濺射Ti/Cu種子層，光刻定義圖形后電鍍?cè)龊胥~層。

2. 去除光刻膠，形成精細(xì)線路（線寬可達(dá)微米級(jí)）。

5. 其他工藝

• 活性金屬焊接（AMB）：用稀土焊料（如Ti、Zr）實(shí)現(xiàn)銅-陶瓷焊接，鍵合溫度更低，適用于第三代半導(dǎo)體封裝。

• 激光活化金屬（LAM）：激光直寫金屬化，精度高但成本高昂，主要用于航空航天。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

陶瓷基板憑借其高導(dǎo)熱、絕緣及耐高溫特性，在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用：

1. 功率電子器件

• IGBT模塊：DBC和AMB基板用于絕緣柵雙極晶體管封裝，耐受高電流和高溫。

• 電動(dòng)汽車：AMB基板匹配SiC器件的高功率需求，替代傳統(tǒng)DBC。

2. 光電子與顯示

• 大功率LED：DPC基板因精細(xì)線路和低溫工藝成為主流。

• 激光二極管（LD）：DBC基板用于散熱，保障激光器穩(wěn)定性。

3. 航空航天與軍工

• 高頻器件：LTCC基板低介電常數(shù)特性適用于雷達(dá)和通信模塊。

• 氣密性封裝：氧化鋁基板用于衛(wèi)星和導(dǎo)彈等嚴(yán)苛環(huán)境。

4. 消費(fèi)電子與汽車

• MEMS傳感器：氧化鋁基板用于加速度計(jì)、壓力傳感器封裝，耐腐蝕且尺寸穩(wěn)定。

• 汽車電子：厚膜印刷基板（TPC）用于對(duì)精度要求不高的車載電路。

5. 新能源與光伏

• 聚焦型光伏（CPV）：HTCC基板高機(jī)械強(qiáng)度適配戶外高溫環(huán)境。

總結(jié)

陶瓷基板的制備工藝需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇，如DBC/AMB側(cè)重高功率散熱，DPC/LTCC強(qiáng)調(diào)精度與靈活性。其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋從消費(fèi)電子到航空航天的廣泛需求，未來(lái)隨著第三代半導(dǎo)體和5G技術(shù)發(fā)展，陶瓷基板的市場(chǎng)潛力將進(jìn)一步釋放。

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