陶瓷基板又稱陶瓷電路板，由陶瓷基片和布線金屬層兩部分組成。封裝基板起著承上啟下，連接內(nèi)外散熱通道的關(guān)鍵作用，同時(shí)兼有電互連和機(jī)械支撐等功能。陶瓷熱導(dǎo)率高、耐熱性好、機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低，是功率半導(dǎo)體器件封裝常用的基板材料。根據(jù)封裝結(jié)構(gòu)和應(yīng)用要求，陶瓷基板可分為平面陶瓷基板和三維陶瓷基板兩大類。

平面陶瓷基板

根據(jù)制備原理與工藝不同，平面陶瓷基板可分為薄膜陶瓷基板(TFC)、厚膜印刷陶瓷基板(TPC)、直接鍵合銅陶瓷基板(DBC)、活性金屬焊接陶瓷基板(AMB)、直接電鍍銅陶瓷基板(DPC)和激光活化金屬陶瓷基板(LAM)等。

1.薄膜陶瓷基板(TFC)

2.厚膜印刷陶瓷基板(TPC)

3.直接鍵合銅陶瓷基板(DBC)

4.活性金屬焊接陶瓷基板(AMB)

AMB陶瓷基板是DBC工藝的進(jìn)一步發(fā)展，該工藝通過含有少量稀土元素的焊料來實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與銅箔的連接，其鍵合強(qiáng)度高、可靠性好。該工藝相較于DBC工藝鍵合溫度低、易操作。制備工藝流程如下圖。

5.直接電鍍銅陶瓷基板(DPC)

6.激光活化金屬陶瓷基板(LAM)

三維陶瓷基板

2.低溫共燒陶瓷基板(LTCC)

3.多層燒結(jié)三維陶瓷基板(MSC)

4.直接粘接三維陶瓷基板(DAC)

首先加工金屬環(huán)和DPC陶瓷基板，然后采用有機(jī)粘膠將金屬環(huán)與DPC基板對(duì)準(zhǔn)后粘接、加熱固化。工藝簡單，成本低，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，所有制備工藝均在低溫下進(jìn)行，不會(huì)對(duì)DPC基板線路層造成損傷。但由于有機(jī)粘膠耐熱性差，固化體與金屬、陶瓷間熱膨脹系數(shù)差較大，且為非氣密性材料，目前DAC陶瓷基板主要應(yīng)用于線路精度要求較高，但對(duì)耐熱性、氣密性、可靠性等要求較低的電子器件封裝。采用無機(jī)膠替代有機(jī)膠的粘接，大大提高了DAC三維陶瓷基板的耐熱性和可靠性。

5.多層電鍍?nèi)S陶瓷基板(MPC)

6.直接成型三維陶瓷基板(DMC)

總結(jié)

●三維陶瓷基板制備技術(shù)HTCC/LTCC、MSC基板均采用絲網(wǎng)印刷與高溫?zé)Y(jié)工藝制備，腔體可靠性高，但金屬線路層精度較差；MPC、DAC和 DMC基板通過在DPC基板上電鍍、粘接和固化成型圍壩，具有金屬線路層精度高，圍壩與基板結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，有望在今后的功率器件氣密封裝、三維封裝與集成領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。