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陶瓷基板介紹
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。陶瓷熱導率高、耐熱性好、機械強度高、熱膨脹系數低，是功率半導體器件封裝常用的基板材料。
(一)、根據封裝結構和應用要求，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。
三維陶瓷基板主要有：高/低溫共燒陶瓷基板(HTCC/LTCC) 、 多層燒結三維陶瓷基板(MSC)、直接粘接三維陶瓷基板(DAC)、多層鍍銅三維陶瓷基板(MPC)以及直接成型三維陶瓷基板(DMC)等。
平面陶瓷基板
1.薄膜陶瓷基板(TFC)：TFC利用磁控濺射、真空蒸鍍和電化學沉積等薄膜工藝在陶瓷基板表面形成金屬層，然后通過掩膜和刻蝕等工藝形成特定的金屬圖形。常用于薄膜工藝的陶瓷基片材料主要有Al2O3、AlN 和 BeO等。
2.厚膜印刷陶瓷基板(TPC)：TPC采用絲網印刷工藝印刷金屬布線層，制備工藝簡單，對加工設備和環境要求低，具有生產效率高、制造成本低等優點。
3.直接鍵合銅陶瓷基板(DBC)：DBC陶瓷基板是在1000℃以上的高溫條件下，在含氧的氮氣中加熱，使銅箔和陶瓷基板通過共晶鍵合的方式牢固結合在一起，廣泛應用于絕緣雙極二極管、激光器、聚焦光伏等器件封裝散熱中。
4.活性金屬焊接陶瓷基板(AMB)：AMB陶瓷基板是通過含有少量稀土元素的焊料來實現陶瓷基板與銅箔的連接，其鍵合強度高、可靠性好。
5.直接電鍍銅陶瓷基板(DPC)：DPC陶瓷基板利用激光在陶瓷基片上打孔，采用半導體工藝在陶瓷基片上沉積Cu種子層，通過電鍍工藝填孔，增厚金屬層，DPC陶瓷基板主要應用于大功率LED封裝。
6.激光活化金屬陶瓷基板(LAM)：LAM陶瓷基板通過激光束加熱活化需要金屬化的陶瓷基板表面，然后通過電鍍或化學鍍形成金屬化布線。價格極高，目前主要應用于航空航天領域。
三維陶瓷基板
1.高溫共燒陶瓷基板(HTCC)：HTCC基板制備過程中先將陶瓷粉(Al2O3或AlN)加入有機黏結劑，混合均勻成為膏狀陶瓷漿料后，用刮刀將陶瓷漿料刮成片狀，再通過干燥工藝使片狀漿料形成生胚，然后根據線路層設計鉆導通孔，采用絲網印刷金屬漿料進行布線填孔，最后將生胚層疊加，置于高溫爐中燒結。適合大功率及高溫環境下器件封裝。
2.低溫共燒陶瓷基板(LTCC)：在陶瓷漿料中加入了一定量玻璃粉來降低燒結溫度，同時使用導電性良好的Cu、Ag和Au等金屬漿料，LTCC基板制備溫度低，但生產效率高，可適應高溫、高濕及大電流應用要求，在軍工及航天電子器件中得到廣泛應用。
3.多層燒結三維陶瓷基板(MSC)：首先制備厚膜印刷陶瓷基板，隨后通過多次絲網印刷將陶瓷漿料印刷于平面TPC基板上，形成腔體結構，再經高溫燒結而成。
4.直接粘接三維陶瓷基板(DAC)：首先加工金屬環和DPC陶瓷基板，然后采用有機粘膠將金屬環與DPC基板對準后粘接、加熱固化。工藝簡單，成本低，可實現批量生產，所有制備工藝均在低溫下進行，不會對DPC基板線路層造成損傷。但由于有機粘膠耐熱性差，固化體與金屬、陶瓷間熱膨脹系數差較大，且為非氣密性材料，目前DAC陶瓷基板主要應用于線路精度要求較高，但對耐熱性、氣密性、可靠性等要求較低的電子器件封裝。采用無機膠替代有機膠的粘接，大大提高了DAC三維陶瓷基板的耐熱性和可靠性。
5.多層電鍍三維陶瓷基板(MPC)：MPC基板采用圖形電鍍工藝制備線路層，避免基板線路粗糙問題，滿足高精度封裝要求。陶瓷基板與金屬圍壩一體化成型為密封腔體，結構緊湊，無中間粘結層，氣密性高。
6.直接成型三維陶瓷基板(DMC)：首先制備平面DPC陶瓷基板，同時制備帶孔橡膠模具，將橡膠模具與 DPC陶瓷基板對準合模后，向模具腔內填充犧牲模材料，待犧牲模材料固化后，取下橡膠模具，犧牲模粘接于DPC陶瓷基板上，并精確復制橡膠模具孔結構特征，作為鋁硅酸鹽漿料成型模具，隨后將鋁硅酸鹽漿料涂覆于DPC陶瓷基板上并刮平，加熱固化，最后將犧牲模材料腐蝕，得到含鋁硅酸鹽免燒陶瓷圍壩的三維陶瓷基板。
(二)、按材料來分
1、 Al2O3：氧化鋁基板是電子工業中最常用的基板材料，因為在機械、熱、電性能上相對于大多數其他氧化物陶瓷，強度及化學穩定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術制造以及不同的形狀。
2、BeO：具有比金屬鋁還高的熱導率，應用于需要高熱導的場合，但溫度超過300℃后迅速降低，最重要的是由于其毒性限制了自身的發展。
3 、AlN：AlN有兩個非常重要的性能值得注意：一個是高的熱導率，一個是與Si相匹配的膨脹系數。缺點是即使在表面有非常薄的氧化層也會對熱導率產生影響，只有對材料和工藝進行嚴格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。不過隨著經濟的提升，技術的升級，這種瓶頸終會消失。
4.Si3N4:氮化硅陶瓷板材料具有熱穩定性高、抗氧化性強、產品尺寸精度高等優良性能，由于氮化硅是一種鍵合強度高的共價化合物，它在空氣中能形成一層氧化物保護膜，還具有良好的化學穩定性，在1200℃以下不會被氧化。
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1.陶瓷基板
2.陶瓷基板制備技術
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