電子封裝-高溫共燒多層陶瓷基板

在電子封裝過程中,基板主要起機(jī)械支撐保護(hù)與電互連(絕緣)作用。隨著電子封裝技術(shù)逐漸向著小型化、高密度、多功能和高可靠性方向發(fā)展示，電子系統(tǒng)的功率密度隨之增加，散熱問題越來越嚴(yán)重。器件的散熱影響條件眾多，其中基板材料的選用也是關(guān)鍵的一環(huán)。

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目前，電子封裝常用的基板材料主要有四大類：聚合物基板；金屬基板；復(fù)合基板；陶瓷基板。陶瓷基板材料以其強(qiáng)度高、絕緣性好、導(dǎo)熱和耐熱性能優(yōu)良、熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子封裝基板。

陶瓷封裝基板材料主要包括Al2O3、BeO和AlN等。目前，Al2O3陶瓷是應(yīng)用最成熟的陶瓷封裝材料，以其耐熱沖擊性和電絕緣性較好、制作和加工技術(shù)成熟而被廣泛應(yīng)用。

相對于塑料基和金屬基，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）低介電常數(shù)，高頻性能好；（2）絕緣性好、可靠性高；（3）強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好；（4）熱膨脹系數(shù)低，熱導(dǎo)率高；（5）氣密性好，化學(xué)性能穩(wěn)定；（6）耐濕性好，不易產(chǎn)生微裂現(xiàn)象。陶瓷封裝材料缺點(diǎn)是：成本較高，適用于高級微電子器件的封裝，如航空航天和軍事工程的高可靠、高頻、耐高溫、氣密性強(qiáng)的封裝；在移動通信、家用電器、汽車等領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。

美國、日本等國相繼開發(fā)出多層陶瓷基片，使其成為一種廣泛應(yīng)用的高技術(shù)陶瓷，目前已投入使用的陶瓷基片材料有Al2O3、BeO和AlN、SiC和莫來石等。從結(jié)構(gòu)與制作工藝，陶瓷基板可分為高溫共燒多層陶瓷基板、低溫共燒陶瓷基板、厚膜陶瓷基板、直接鍵合銅陶瓷基板等，下面將為大家分類說明。

高溫共燒多層陶瓷基板制備工藝是：先將陶瓷粉（Si3N4、Al2O3、AlN）加入有機(jī)黏結(jié)劑，混合均勻后成為膏狀漿料，接著利用刮刀將漿料刮成片狀，再通過干燥工藝使片狀漿料形成生坯；然后依據(jù)各層的設(shè)計(jì)鉆導(dǎo)通孔，采用絲網(wǎng)印刷金屬漿料進(jìn)行布線和填孔，最后將各生坯層疊加，置于高溫爐（1600℃）中燒結(jié)而成。因?yàn)闊Y(jié)溫度高，導(dǎo)致金屬導(dǎo)體材料的選擇受限（主要為熔點(diǎn)較高但導(dǎo)電性較差的鎢、鉬、錳等金屬），制作成本高，熱導(dǎo)率一般在20~200W/（m·℃）（取決于陶瓷粉體組成與純度）。

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