陶瓷基板

陶瓷基板具有耐高温，高电绝缘性能，低介电常数和介电损耗，高导热率，良好的化学稳定性和相似的部件热膨胀系数的优点，但陶瓷基板易碎且制成。基板面积小，成本高。
根据陶瓷基板的应用领域，分为HIC（混合集成电路）陶瓷基板，聚焦电位器陶瓷基板，激光加热固定陶瓷基板，芯片电阻基板，网络电阻基板等;不同的方式，陶瓷基板分为两种类型：模塑片和激光划片膜。陶瓷基板是常用的电子封装基板材料。
与模塑材料和金属基板相比，陶瓷基板具有以下优点：1）良好的绝缘性能和高可靠性。高电阻率是基板上电子元件的最基本要求。
通常，衬底电阻越大，封装可靠性越高。陶瓷材料通常是共价键合的化合物，具有良好的绝缘性能。
2）介电常数小，高频特性好。陶瓷材料具有较低的介电常数和介电损耗，可以减少信号延迟时间并提高传输速度。
3）热膨胀系数小，热失配率低。共价键合的化合物通常具有高熔点特性，并且熔点越高，热膨胀系数越小，因此陶瓷材料的热膨胀系数通常很小。
4）导热率高。根据传统的传热理论，BeO，SiC和AlN等陶瓷材料的立方导热系数具有与金属相同的理论导热系数。
因此，陶瓷基板材料广泛用于航空航天，航空航天和军事工程中，用于高可靠性，高频率，高温度和高气密性的产品包装。陶瓷衬底材料通常封装在多层陶瓷衬底封装中。
该技术源于PARK于1961年发明的铸造工艺，后来广泛用于混合集成电路（HIC）和多芯片模块（MCM）陶瓷封装。 。
自20世纪60年代以来，美国和日本等发达国家先后引入了层压多层陶瓷基板的包装材料和工艺。陶瓷基板已成为世界上广泛使用的几种高科技陶瓷之一，而日本则是世界。
最大的陶瓷基板生产商，约占全球的50％。目前，研究和应用最成熟的陶瓷基板材料是Al2O3基板，具有良好的电气和机械性能。
除Al 2 O 3外，还有AlN，BeO，Si 3 N 4和SiC。随着微电子技术的进步，微加工工艺的特征线宽已达到亚微米级，并且106-109个元件可以集成在一个基板上。
电路工作越来越快，频率也越来越高。基板材料的性能提出了更高的要求。
作为混合集成电路（HIC）和多芯片模块（MCM）的关键材料之一，基板占其总成本的约60％。陶瓷基板的一般发展方向是低介电常数，高导热率和低成本。
目前，用于实际生产和开发应用的陶瓷基板包括Al 2 O 3，AlN，SiC，BeO，BN，莫来石和玻璃陶瓷。其中，BeO和SiC具有高导热率（＆amp; amp; sup3; 250W / mK），但BeO是有毒的，应用范围小，因此产率低; SiC具有小的体积电阻（＆lt; 1013W·cm），介电常数较大（40），介电损耗较高（50），不利于信号传输，且成型工艺复杂，设备昂贵，所以应用范围也很小; AlN陶瓷基板是新一代高性能陶瓷基板，具有很高的导热系数（理论值为319W / mK，商用AlN基板导热系数大于140W / mk），介电常数（8.8）和介电损耗更低（~4×104），热膨胀系数（4.4×10-4 /℃）与硅相匹配，但由于成本高，尚未大规模应用;虽然Al2O3陶瓷基板的导热系数不高（20W / mK），但由于其生产工艺相对简单，成本低，价格低廉，已成为最广泛使用的陶瓷基板。