中國粉體網訊 隨著電子技術的不斷進步，散熱問題已經逐漸成為限制功率型電子產品朝著大功率與輕型化方向發展的瓶頸。對功率型電子器件而言，其封裝基板應具有較高的導熱性、絕緣性與耐熱性，以及較高的強度和與芯片相匹配的熱膨脹系數。目前市面上常見的散熱基板以金屬基板(MCPCB)和陶瓷基板為主。MCPCB因受制于導熱絕緣層極低的導熱系數，已經越來越難以適應功率型電子元器件的發展要求。陶瓷基板作為新興的散熱材料，其導熱率與絕緣性等綜合性能是普通MCPCB所無法比擬的。
圖片來源：中電科四十三所
陶瓷基板一般用哪些陶瓷材料？
作為封裝基板，要求陶瓷基片材料具有如下性能：
(1)熱導率高，滿足器件散熱需求；
(2)耐熱性好，滿足功率器件高溫(大于200°C)應用需求；
(3)熱膨脹系數匹配，與芯片材料熱膨脹系數匹配，降低封裝熱應力；
(4)介電常數小，高頻特性好，降低器件信號傳輸時間，提高信號傳輸速率；
(5)機械強度高，滿足器件封裝與應用過程中力學性能要求；
(6)耐腐蝕性好，能夠耐受強酸、強堿、沸水、有機溶液等侵蝕；
(7)結構致密，滿足電子器件氣密封裝需求；
(8)其他性能要求，如對于光電器件應用，還對陶瓷基片材料顏色、反光率等提出了要求。
目前，常用電子封裝陶瓷基片材料包括氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氧化鈹(BeO)、氮化硼（BN）等。由于Al2O3和AlN具有較好的綜合性能，兩者分別在低端和高端陶瓷基板市場占據主流，而Si3N4基板由于綜合性能突出，在高功率、大溫變電力電子器件(如IGBT)封裝領域發揮重要作用。
金屬化——陶瓷基板實際應用的重要前提
對于陶瓷基板，我們需要通過其實現電氣連接。因此，陶瓷基板在燒結成型之后，需對其表面實施金屬化，然后通過影像轉移的方法完成表面圖形的制作。金屬化對陶瓷基板的制作而言是至關重要的一環，這是因為金屬在高溫下對陶瓷表面的潤濕能力決定了金屬與陶瓷之間的結合力，良好的結合力是封裝性能穩定性的重要保證。因此，如何在陶瓷表面實施金屬化并改善二者之間的結合力成為眾多科技人員研究的重點。
根據制備工藝及金屬化方法不同，現階段較普遍的陶瓷基板種類共有HIC、HTCC、LTCC、DBC、DPC和AMB等。不同工藝制備的陶瓷基板其性能有所差異，應用領域也不盡相同。HTCC/LTCC都屬于陶瓷與電路共燒工藝，對裝備和工藝要求較為嚴苛。而DBC、DPC和AMB則為國內近幾年發展起來，且能實現批量生產化的專業技術。
半導體集成技術已經成為對人類社會影響極為深遠的重大技術創新之一，這一技術的迅猛發展使得人類進入了今天這個高度信息化的社會。陶瓷基板材料以其優良的導熱性和穩定性，廣泛應用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領域。另一方面，目前國內的陶瓷基板技術整體落后，標準缺失，迫切需要加強核心技術與材料的研發力度，滿足飛速發展的市場需求。
在此背景下，中國粉體網將在山東濟南舉辦第一屆半導體行業用陶瓷材料技術研討會，屆時，南京航空航天大學的傅仁利教授將帶來題為《微電子封裝用陶瓷基板及金屬化技術》的報告。在報告中，傅仁利教授將對近幾年發展起來的高性能陶瓷基板及其金屬化技術進行分析和介紹。
專家介紹：
傅仁利，南京航空航天大學教授，主要從事白光LED用無機熒光材料、微電子封裝與基板材料、功率電子器件封裝基板及散熱技術和LTCC低介電常數基板材料等方面的研究和開發工作。承擔國家自然科學基金2項，其他國家級項目2項。獲得1999年度江蘇省科技進步二等獎一項、2002年度廣東省優秀新產品三等獎一項。2017年度江蘇省科技進步三等獎一項。申請并授權國家發明專利10余項，發表學術論文120余篇。目前擔任中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會理事；儀器儀表學會電子元器件關鍵材料與技術專委會常務委員；復合材料學會導熱材料專業委員會委員；《復合材料學報》第7屆和第8屆編委會委員；全國萬名優秀創新創業導師人才庫首批入庫導師。
參考來源：
[1]秦典成等.陶瓷基板表面金屬化研究現狀與發展趨勢
[2]程浩等.電子封裝陶瓷基板
（中國粉體網編輯整理/山川）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除
