陶瓷管殼：高端半導(dǎo)體元器件內(nèi)部芯片與外部電路連接的重要橋梁

陶瓷管殼，又稱陶瓷封裝管殼，是指以陶瓷為原材料制備而成的封裝外殼。陶瓷封裝管殼具有優(yōu)異的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性能、絕緣性能、氣密性能、防潮性能、避光性能等，是常用的電子封裝材料之一，可廣泛用作電真空管開關(guān)、高頻大功率電子管、大規(guī)模集成電路的外殼，終端應(yīng)用領(lǐng)域包括5G通信、航空航天、國防軍工等。

陶瓷管殼種類及應(yīng)用

●陶瓷管殼種類多樣，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，其可分為陶瓷雙列直插封裝管殼（CDIP）、陶瓷四面引腳扁平封裝管殼（CQFP）、陶瓷針柵矩陣封裝管殼（CPGA）、陶瓷小外形封裝管殼（CSOP）、陶瓷無引線片式載體外殼（CLCC）、陶瓷焊球陣列外殼（CBGA）、陶瓷四邊無引線外殼（CQFN）等。

① 雙列直插陶瓷外殼(CDIP)

陶瓷雙列直插封裝(CDIP/CerDIP)是最普及的插裝型封裝之一，由兩塊干壓陶瓷包圍一個雙列直插成形的引腳框架組成，其引腳從封裝外殼兩側(cè)引出，應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC，存貯器LSI，微機(jī)電路等。引腳框架和陶瓷密封系統(tǒng)由燒結(jié)玻璃在400至460攝氏度回流密封聯(lián)合在一起。

② 陶瓷針柵陣列外殼(CPGA)

CPGA是插裝型封裝之一，其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。CPGA封裝密度高、電熱性能好，氣密性好，可靠性高。適用于封裝CPU、DSP、CCD、ASIC等。

③ 陶瓷小外形外殼(CSOP)

CSOP是一種常見的表面貼裝封裝之一，引腳從兩側(cè)引出。CSOP具有生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良、可靠性高、體積小、重量輕和封裝密度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于集成放大器，驅(qū)動器，存儲器和比較器

④ 陶瓷無引線片式載體外殼(CLCC)

帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個側(cè)面引出，呈丁字形。具有體積小、重量輕、散熱好、可靠性高的特點(diǎn)。CLCC一般適用于高密度表面安裝，通常應(yīng)用于用于中小規(guī)模集成電路封裝，例如ECL、TTL、CMOS等。

⑤ 陶瓷焊球陣列外殼(CBGA)

氣密性好，抗?jié)駳庑阅芨?，因而封裝組件的長期可靠性高。與PBGA器件相比，電絕緣特性更好，與PBGA器件相比，封裝密度更高。用于封裝大規(guī)模集成電路，例如CPU、DSP、SOC、FPGA等。

陶瓷焊球陣列外殼

⑥ 陶瓷四邊扁平外殼(CQFP)

CQFP具有體積小,重量輕,封裝密度高,熱電性能好,適合表面安裝的特點(diǎn),可廣泛用于各種大規(guī)模集成電路封裝,如ECL及CMOS門陣列電路等。

⑦ 陶瓷四邊無引線外殼(CQFN)

CQFN陶瓷封裝管殼是一種常見的表面貼裝封裝之一，具有體積小，導(dǎo)熱性好、密封性好、機(jī)械強(qiáng)度高、封裝可靠性高的特點(diǎn)，在高速AD/DA、DDS等電路中，也被應(yīng)用于聲表波、射頻和微波器件的封裝。

●根據(jù)原材料不同，其可分為氧化鋁（Al2O3）陶瓷管殼、氧化鈹（BeO）陶瓷管殼與氮化鋁（AlN）陶瓷管殼等。

氧化鋁陶瓷管殼憑借著絕緣性好、耐電強(qiáng)度高、沖擊韌性高、高頻損耗小等優(yōu)勢已在高功率電子封裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用，目前已成為陶瓷管殼市場主流產(chǎn)品；氮化鋁陶瓷管殼是陶瓷管殼市場最具發(fā)展?jié)摿Φ募?xì)分產(chǎn)品，其具有更優(yōu)異的熱導(dǎo)率、電性能、機(jī)械性能等，在惡劣環(huán)境下仍可正常工作，但其制造工藝復(fù)雜，目前尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

陶瓷封裝管殼市場及現(xiàn)狀分析

陶瓷管殼下游應(yīng)用產(chǎn)品主要包括微控制器、視頻控制器、齒形濾波器、邏輯電路存貯器、集成放大器等，伴隨著下游市場快速發(fā)展，陶瓷管殼市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。2022年全球陶瓷管殼市場規(guī)模已達(dá)18.6億美元，同比增長7.2%，主流產(chǎn)品氧化鋁陶瓷管殼市占比約為45%。

盡管陶瓷管殼的應(yīng)用甚廣，且其種類繁多，用量極大，但其技術(shù)壁壘高，目前全球市場仍由日本京瓷占據(jù)主導(dǎo)地位。近年來，在國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展背景下，本土企業(yè)逐步突破陶瓷管殼關(guān)鍵技術(shù)，開始在全球市場嶄露頭角，主要企業(yè)包括河北中瓷電子、潮州三環(huán)集團(tuán)、江蘇省宜興電子、嘉興佳利電子、合肥伊豐電子、合肥圣達(dá)電子等。

伴隨著下游市場快速發(fā)展，陶瓷管殼規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，行業(yè)展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。目前我國已突破陶瓷管殼關(guān)鍵技術(shù)，本土企業(yè)正在加快搶占全球市場份額，行業(yè)發(fā)展趨勢向好。