中国粉体网讯  随着电子技术的不断进步，散热问题已经逐渐成为限制功率型电子产品朝着大功率与轻型化方向发展的瓶颈。对功率型电子器件而言，其封装基板应具有较高的导热性、绝缘性与耐热性，以及较高的强度和与芯片相匹配的热膨胀系数。目前市面上常见的散热基板以金属基板(MCPCB)和陶瓷基板为主。MCPCB因受制于导热绝缘层极低的导热系数，已经越来越难以适应功率型电子元器件的发展要求。陶瓷基板作为新兴的散热材料，其导热率与绝缘性等综合性能是普通MCPCB所无法比拟的。

图片来源：中电科四十三所

陶瓷基板一般用哪些陶瓷材料？

作为封装基板，要求陶瓷基片材料具有如下性能：

(1)热导率高，满足器件散热需求；

(2)耐热性好，满足功率器件高温(大于200°C)应用需求；

(3)热膨胀系数匹配，与芯片材料热膨胀系数匹配，降低封装热应力；

(4)介电常数小，高频特性好，降低器件信号传输时间，提高信号传输速率；

(5)机械强度高，满足器件封装与应用过程中力学性能要求；

(6)耐腐蚀性好，能够耐受强酸、强碱、沸水、有机溶液等侵蚀；

(7)结构致密，满足电子器件气密封装需求；

(8)其他性能要求，如对于光电器件应用，还对陶瓷基片材料颜色、反光率等提出了要求。

目前，常用电子封装陶瓷基片材料包括氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化铍(BeO)、氮化硼（BN）等。由于Al₂O₃和AlN具有较好的综合性能，两者分别在低端和高端陶瓷基板市场占据主流，而Si3N4基板由于综合性能突出，在高功率、大温变电力电子器件(如IGBT)封装领域发挥重要作用。

金属化——陶瓷基板实际应用的重要前提

对于陶瓷基板，我们需要通过其实现电气连接。因此，陶瓷基板在烧结成型之后，需对其表面实施金属化，然后通过影像转移的方法完成表面图形的制作。金属化对陶瓷基板的制作而言是至关重要的一环，这是因为金属在高温下对陶瓷表面的润湿能力决定了金属与陶瓷之间的结合力，良好的结合力是封装性能稳定性的重要保证。因此，如何在陶瓷表面实施金属化并改善二者之间的结合力成为众多科技人员研究的重点。

根据制备工艺及金属化方法不同，现阶段较普遍的陶瓷基板种类共有HIC、HTCC、LTCC、DBC、DPC和AMB等。不同工艺制备的陶瓷基板其性能有所差异，应用领域也不尽相同。HTCC/LTCC都属于陶瓷与电路共烧工艺，对装备和工艺要求较为严苛。而DBC、DPC和AMB则为国内近几年发展起来，且能实现批量生产化的专业技术。

半导体集成技术已经成为对人类社会影响极为深远的重大技术创新之一，这一技术的迅猛发展使得人类进入了今天这个高度信息化的社会。陶瓷基板材料以其优良的导热性和稳定性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。另一方面，目前国内的陶瓷基板技术整体落后，标准缺失，迫切需要加强核心技术与材料的研发力度，满足飞速发展的市场需求。

在此背景下，中国粉体网将在山东济南举办第一届半导体行业用陶瓷材料技术研讨会，届时，南京航空航天大学的傅仁利教授将带来题为《微电子封装用陶瓷基板及金属化技术》的报告。在报告中，傅仁利教授将对近几年发展起来的高性能陶瓷基板及其金属化技术进行分析和介绍。

专家介绍：

傅仁利，南京航空航天大学教授，主要从事白光LED用无机荧光材料、微电子封装与基板材料、功率电子器件封装基板及散热技术和LTCC低介电常数基板材料等方面的研究和开发工作。承担国家自然科学基金2项，其他国家级项目2项。获得1999年度江苏省科技进步二等奖一项、2002年度广东省优秀新产品三等奖一项。2017年度江苏省科技进步三等奖一项。申请并授权国家发明专利10余项，发表学术论文120余篇。目前担任中国硅酸盐学会特种陶瓷分会理事；仪器仪表学会电子元器件关键材料与技术专委会常务委员；复合材料学会导热材料专业委员会委员；《复合材料学报》第7届和第8届编委会委员；全国万名优秀创新创业导师人才库首批入库导师。

参考来源：

[1]秦典成等.陶瓷基板表面金属化研究现状与发展趋势

[2]程浩等.电子封装陶瓷基板

（中国粉体网编辑整理/山川）

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