陶瓷基板

◆陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)接近硅芯片，可節(jié)省過(guò)渡層Mo片，省工、節(jié)材、降低成本；

◆減少焊層，降低熱阻，減少空洞，提高成品率；

◆在相同載流量下 0.3mm厚的銅箔線寬僅為普通印刷電路板的10%；

◆ 優(yōu)良的導(dǎo)熱性，使芯片的封裝非常緊湊，從而使功率密度大大提高，改善系統(tǒng)和裝置的可靠性；

◆ 超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO，無(wú)環(huán)保毒性問(wèn)題；

◆載流量大，100A電流連續(xù)通過(guò)1mm寬0.3mm厚銅體，溫升約17℃；100A電流連續(xù)通過(guò)2mm寬0.3mm厚銅體，溫升僅5℃左右；

◆熱阻低，10×10mm陶瓷基板的熱阻0.63mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.31K/W ，0.38mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.19K/W，0.25mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.14K/W。

◆ 絕緣耐壓高，保障人身安全和設(shè)備的防護(hù)能力。

◆ 可以實(shí)現(xiàn)新的封裝和組裝方法，使產(chǎn)品高度集成，體積縮小。

（1）機(jī)械性質(zhì)

有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，除搭載元件外，也能作為支持構(gòu)件使用；加工性好，尺寸精度高；容易實(shí)現(xiàn)多層化；

表面光滑，無(wú)翹曲、彎曲、微裂紋等。

（2）電學(xué)性質(zhì)

絕緣電阻及絕緣破壞電壓高；

介電常數(shù)低；

介電損耗?。?

在溫度高、濕度大的條件下性能穩(wěn)定，確?？煽啃?。

（3）熱學(xué)性質(zhì)

熱導(dǎo)率高；

熱膨脹系數(shù)與相關(guān)材料匹配（特別是與Si的熱膨脹系數(shù)要匹配）；

耐熱性優(yōu)良。

（4）其它性質(zhì)

化學(xué)穩(wěn)定性好；容易金屬化，電路圖形與其附著力強(qiáng)；

無(wú)吸濕性；耐油、耐化學(xué)藥品；a射線放出量??；

所采用的物質(zhì)無(wú)公害、無(wú)毒性；在使用溫度范圍 內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)不變化；

原材料豐富；技術(shù)成熟；制造容易；價(jià)格低。

◆機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)，形狀穩(wěn)定；高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性；結(jié)合力強(qiáng)，防腐蝕。

◆ 較好的熱循環(huán)性能，循環(huán)次數(shù)達(dá)5萬(wàn)次，可靠性高。

◆與PCB板(或IMS基片)一樣可刻蝕出各種圖形的結(jié)構(gòu)；無(wú)污染、無(wú)公害。

◆使用溫度寬-55℃～850℃；熱膨脹系數(shù)接近硅，簡(jiǎn)化功率模塊的生產(chǎn)工藝。

一、按材料來(lái)分

1、 Al2O3

氧化鋁基板是電子工業(yè)中最常用的基板材料，因?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上相對(duì)于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性高，且原料來(lái)源豐富，適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。

2、BeO

具有比金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場(chǎng)合，但溫度超過(guò)300℃后迅速降低，最重要的是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。

3 、AlN

AlN有兩個(gè)非常重要的性能值得注意：一個(gè)是高的熱導(dǎo)率，一個(gè)是與Si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點(diǎn)是即使在表面有非常薄的氧化層也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響，只有對(duì)材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。不過(guò)隨著經(jīng)濟(jì)的提升，技術(shù)的升級(jí)，這種瓶頸終會(huì)消失。

綜合以上原因，可以知道，氧化鋁陶瓷由于比較優(yōu)越的綜合性能，在微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領(lǐng)域還是處于主導(dǎo)地位而被大量運(yùn)用。

二、 按制造工藝來(lái)分

現(xiàn)階段較普遍的陶瓷散熱基板種類(lèi)共有HTCC、LTCC、DBC、DPC、LAM五種，HTCC\LTCC都屬于燒結(jié)工藝，成本都會(huì)較高。

而DBC與DPC則為國(guó)內(nèi)近年來(lái)才開(kāi)發(fā)成熟，且能量產(chǎn)化的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，DBC是利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結(jié)合，其技術(shù)瓶頸在于不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產(chǎn)生之問(wèn)題，這使得該產(chǎn)品的量產(chǎn)能量與良率受到較大的挑戰(zhàn)，而DPC技術(shù)則是利用直接鍍銅技術(shù)，將Cu沉積于Al2O3基板之上，其工藝結(jié)合材料與薄膜工藝技術(shù)，其產(chǎn)品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。然而其材料控制與工藝技術(shù)整合能力要求較高，這使得跨入DPC產(chǎn)業(yè)并能穩(wěn)定生產(chǎn)的技術(shù)門(mén)檻相對(duì)較高。LAM技術(shù)又稱作激光快速活化金屬化技術(shù)。

1、HTCC (High-Temperature Co-fired Ceramic)

HTCC又稱為高溫共燒多層陶瓷，生產(chǎn)制造過(guò)程與LTCC極為相似，主要的差異點(diǎn)在于HTCC的陶瓷粉末并無(wú)加入玻璃材質(zhì)，因此，HTCC的必須再高溫1300~1600℃環(huán)境下干燥硬化成生胚，接著同樣鉆上導(dǎo)通孔，以網(wǎng)版印刷技術(shù)填孔與印制線路，因其共燒溫度較高，使得金屬導(dǎo)體材料的選擇受限，其主要的材料為熔點(diǎn)較高但導(dǎo)電性卻較差的鎢、鉬、錳…等金屬，最后再疊層燒結(jié)成型。

2、 LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic)

LTCC 又稱為低溫共燒多層陶瓷基板，此技術(shù)須先將無(wú)機(jī)的氧化鋁粉與約30%~50%的玻璃材料加上有機(jī)黏結(jié)劑，使其混合均勻成為泥狀的漿料，接著利用刮刀把漿料刮成片狀，再經(jīng)由一道干燥過(guò)程將片狀漿料形成一片片薄薄的生胚，然后依各層的設(shè)計(jì)鉆導(dǎo)通孔，作為各層訊號(hào)的傳遞，LTCC內(nèi)部線路則運(yùn)用網(wǎng)版印刷技術(shù)，分別于生胚上做填孔及印制線路，內(nèi)外電極則可分別使用銀、銅、金等金屬，最后將各層做疊層動(dòng)作，放置于850~900℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。

3、 DBC (Direct Bonded Copper)

直接敷銅技術(shù)是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接過(guò)程前或過(guò)程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧元素，在1065℃~1083℃范圍內(nèi)，銅與氧形成Cu-O共晶液， DBC技術(shù)利用該共晶液一方面與陶瓷基板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成 CuAlO2或CuAl2O4相，另一方面浸潤(rùn)銅箔實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與銅板的結(jié)合。

◆ 大功率電力半導(dǎo)體模塊；半導(dǎo)體致冷器、電子加熱器；功率控制電路，功率混合電路。

◆智能功率組件；高頻開(kāi)關(guān)電源，固態(tài)繼電器。

◆汽車(chē)電子，航天航空及軍用電子組件。

◆太陽(yáng)能電池板組件；電訊專(zhuān)用交換機(jī)，接收系統(tǒng)；激光等工業(yè)電子。

陶瓷基板產(chǎn)品問(wèn)世，開(kāi)啟散熱應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展，由于陶瓷基板散熱特色，加上陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、壽命長(zhǎng)、耐電壓等優(yōu)點(diǎn)，隨著生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備的改良，產(chǎn)品價(jià)格加速合理化，進(jìn)而擴(kuò)大LED產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，如家電產(chǎn)品的指示燈、汽車(chē)車(chē)燈、路燈及戶外大型看板等。陶瓷基板的開(kāi)發(fā)成功，更將成為室內(nèi)照明和戶外亮化產(chǎn)品提供服務(wù)，使LED產(chǎn)業(yè)未來(lái)的市場(chǎng)領(lǐng)域更寬廣。

層壓陶瓷基板，一種層壓陶瓷基板，對(duì)在表面上形成有電路元件圖形的陶瓷層進(jìn)行層壓而形成。

權(quán)利要求

其特征在于，所述層壓陶瓷基板，具有在所述陶瓷層的側(cè)緣部形成的側(cè)緣電極層與在緊上方和/或緊下方的陶瓷層的側(cè)緣部形成的側(cè)緣電極層重疊連接而成的側(cè)面電極，所述側(cè)緣電極層具有大致平行于與所述層壓陶瓷基板的側(cè)面且沒(méi)有露出的平行壁、以及大致垂直于所述層壓陶瓷基板的側(cè)面的垂直壁。

陶瓷基板種類(lèi)主要有：

1.高溫熔合陶瓷基板（HTFC)

2.低溫共燒多層陶瓷（LTCC)

3.高溫共燒多層陶瓷（HTCC)

4.直接接合銅基板（DBC）

5.直接鍍銅基板（DPC）

1-1 HTFC（Hight-Temperature Fusion Ceramic)

HTFC 稱為高溫熔合陶瓷基板，將高溫絕緣性及高熱傳導(dǎo)的AL2O3或AIN陶瓷基板的單面或雙面，運(yùn)用鋼板移印技術(shù)，將高傳導(dǎo)介質(zhì)材料印制成線路，放置于850~950°C的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。有嘉寶瑞實(shí)業(yè)研發(fā)，是目前LED基板散熱最前沿。

2-1 LTCC（Low-Temperature Co-fired Ceramic)

LTCC 又稱為低溫共燒多層陶瓷基板，此技術(shù)須先將無(wú)機(jī)的氧化鋁粉與越30%~50%的玻璃材料加上有機(jī)粘結(jié)劑，使其混合均勻稱為為泥裝的漿料，接著利用刮刀把漿料刮成片狀，再經(jīng)由一道干燥過(guò)程將片狀漿料形成一片片薄薄的生胚，然后依各層的設(shè)計(jì)鉆導(dǎo)通孔，作為各層訊號(hào)的傳遞，LTCC內(nèi)部線路則運(yùn)用網(wǎng)版印刷技術(shù)，分別于生胚上做填孔及印制線路，內(nèi)外電極則可分別使用銀、銅、金等金屬，最后將各層做疊層動(dòng)作，放置于850~900°C的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。

3-1 HTCC（Hight-Temperature Co-fired Ceramic)

HTCC 又稱為高溫共燒多層陶瓷，生產(chǎn)制造過(guò)程與LTCC極為相似，主要的差異點(diǎn)在于HTCC的陶瓷粉末并無(wú)玻璃材質(zhì)，因此，HTCC必須在高溫1200~1600°C環(huán)境下干燥硬化成生胚，接著同樣鉆上導(dǎo)通孔，以網(wǎng)版印刷技術(shù)填孔于印制線路，因其共燒溫度較高，使得金屬導(dǎo)體材料的選擇受限，其主要的材料為熔點(diǎn)較高但導(dǎo)電性卻較差的鎢、鉬、錳…等金屬，最后再疊層燒結(jié)成型。

4-1 DBC（Direct Bonded Copper)

DBC 直接接合銅基板，將高絕緣性的AL2O3或AIN陶瓷基板的單面或雙面覆上銅金屬后，經(jīng)由高溫1065~1085°C的環(huán)境加熱，使銅金屬因高溫氧化，擴(kuò)撒與AL2O3材質(zhì)產(chǎn)生（Eutectic）共晶熔體，是銅金屬陶瓷基板粘合，形陶瓷復(fù)合金屬基板，最后依據(jù)線路設(shè)計(jì)，以蝕刻方式備至線路。

5-1 DPC（Direct Plate Copper)

DPC 也稱為直接鍍銅基板，先將陶瓷基板做前處理清潔，利用薄膜專(zhuān)業(yè)制造技術(shù)—真空鍍膜方式于陶瓷基板上濺鍍于銅金屬?gòu)?fù)合層，接著以黃光微影的光阻被覆曝光，顯影，蝕刻，去膜制程完成線路制作，最后再以電鍍/化學(xué)鍍沉積方式增加線路的厚度，待光阻移除后即完成金屬化線路制作。

l 不需要變更原加工程序

l 優(yōu)秀機(jī)械強(qiáng)度

l 具良好的導(dǎo)熱性

l 具耐抗侵蝕

l 具耐抗侵蝕

l 良好表面特性，優(yōu)異的平面度與平坦度

l 抗熱震效果佳

l 低曲翹度

l 高溫環(huán)境下穩(wěn)定性佳

l 可加工成各種復(fù)雜形狀