电子封装用高性能陶瓷电路板
【技术背景】
电子封装是将构成半导体器件的各个部件(芯片、基板和导线等)按规定要求合理布置,通过贴片、打线与焊接等工艺,达到保护芯片,实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高,散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言,通常温度每升高10℃,器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板(又称电路板、线路板)上,因此,基板除具备基本的机械支撑与布线(电互连)功能外,还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板(印刷线路板、PCB)、金属基板(MCPCB)和陶瓷基板。其中,陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势,广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。
【痛点问题】
目前市场上常见的陶瓷基板(主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC和活性金属焊接陶瓷基板AMB等)制备工艺温度高、线路层图形精度差、难以实现垂直互连,无法满足电子器件小型化、集成化封装需求。特别是随着半导体照明(LED)、激光器(LD&VCSEL)、第三代半导体、5G通信等技术发展,对陶瓷基板性能提出了新挑战。
【解决方案】
本成果开发了电镀陶瓷基板(DPC)制备技术。由于采用半导体微加工技术,DPC陶瓷基板具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连、材料与工艺兼容性好等技术优势,广泛应用于各种功率半导体器件(如大功率LED、激光器LD、电力电子MOSFET等)和高温电子器件,替代进口,满足功率器件低热阻、小型化、集成化封装需求。特别是在近期新冠病毒疫情防控上,采用DPC基板封装的深紫外LED消毒器件发挥了巨大作用(具有高效、广谱、非接触、环保、轻巧等优势)。
华中科技大学
2021-11-16