電子封裝陶瓷基板的制備流程及應用領域介紹

一、制備流程

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

1. 高溫共燒陶瓷基板（HTCC）

• 流程：

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

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

2. 鉆導通孔后，通過絲網印刷金屬漿料（如鎢、鉬）布線。

3. 多層疊加后在1600℃高溫燒結，形成多層結構。

2. 低溫共燒陶瓷基板（LTCC）

• 流程：

• 特點：導電性好，但對位精度受絲網印刷限制，需增加導熱孔提升性能。

1. 在Al?O?粉中摻入低熔點玻璃料，制成漿料流延成生坯。

2. 絲網印刷金、銀等金屬漿料布線，燒結溫度降至850~900℃。

3. 直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）

• 流程：

• 特點：導熱性優異，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，形成Cu-Al?O?-Cu結構。

2. 化學刻蝕形成電路圖形。

4. 直接電鍍銅陶瓷基板（DPC）

• 流程：

• 特點：低溫工藝（<300℃），線路精度高，但結合強度較低，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增厚銅層。

2. 去除光刻膠，形成精細線路（線寬可達微米級）。

5. 其他工藝

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

• 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、應用領域

陶瓷基板憑借其高導熱、絕緣及耐高溫特性，在多個領域發揮關鍵作用：

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。

• 電動汽車：AMB基板匹配SiC器件的高功率需求，替代傳統DBC。

2. 光電子與顯示

• 大功率LED：DPC基板因精細線路和低溫工藝成為主流。

• 激光二極管（LD）：DBC基板用于散熱，保障激光器穩定性。

3. 航空航天與軍工

• 高頻器件：LTCC基板低介電常數特性適用于雷達和通信模塊。

• 氣密性封裝：氧化鋁基板用于衛星和導彈等嚴苛環境。

4. 消費電子與汽車

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

• 汽車電子：厚膜印刷基板（TPC）用于對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基板高機械強度適配戶外高溫環境。

總結

陶瓷基板的制備工藝需根據應用場景選擇，如DBC/AMB側重高功率散熱，DPC/LTCC強調精度與靈活性。其應用領域覆蓋從消費電子到航空航天的廣泛需求，未來隨著第三代半導體和5G技術發展，陶瓷基板的市場潛力將進一步釋放。

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