科學的發(fā)展自然離不開硬件的支持，進入21世紀，智能設(shè)備持續(xù)向數(shù)字化、小型化、柔性化、低能耗化、多功能化、高可靠性化等方向發(fā)展，與之密切相關(guān)的電子封裝技術(shù)也進入了超高速發(fā)展時期。

常用的電子封裝基板材料包括有機封裝基板、金屬基復(fù)合基板和陶瓷封裝基板三大類。隨著智能設(shè)備的進化，傳統(tǒng)的基板材料已然不能滿足當下發(fā)展的需求，于是乎基板材料就由有機材料、金屬材料、進化為了陶瓷材料。也自然衍生出了各種各樣的陶瓷金屬化技術(shù)。

陶瓷材料相比傳統(tǒng)的基板材料有眾多優(yōu)點：

1.低通訊損耗－陶瓷材料本身的介電常數(shù)使得信號損耗更小。

2.高熱導率－芯片上的熱量直接傳導到陶瓷片上面，無需絕緣層，可以做到相對更好的散熱。

3.更匹配的熱膨脹系數(shù)－陶瓷和芯片的熱膨脹系數(shù)接近，不會在溫差劇變時產(chǎn)生太大變形導致線路脫焊、內(nèi)應(yīng)力等問題。

4.高運行溫度－陶瓷可以承受波動較大的高低溫循環(huán)，甚至可以在500-600度的高溫下正常運作。

5.高電絕緣性－陶瓷材料本身就是絕緣材料，可以承受很高的擊穿電壓。

6.高化學穩(wěn)定性－陶瓷材料在加工過程中能耐酸、堿、有機溶劑的浸蝕。

7.高機械強度－陶瓷材料本身具有不錯的機械強度，穩(wěn)定性好

因此，陶瓷材料逐漸發(fā)展成為新一代集成電路以及功率電子模塊的理想封裝基材。目前常用的陶瓷基板材料包括Al2O3、SiC、AlN以及Si3N4等。陶瓷金屬化技術(shù)也得到了廣泛的關(guān)注和迅速發(fā)展。

1.厚膜法

厚膜法是在基板上通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)、微筆直寫技術(shù)和噴墨打印技術(shù)等微流動直寫技術(shù)在基板上直接沉積導電漿料，經(jīng)高溫燒結(jié)形成導電線路和電極的方法，該方法適用于大部分陶瓷基板。厚膜導電漿料一般由尺寸微米甚至納米級的金屬粉末和少量玻璃粘結(jié)劑再加上有機溶劑組成。在高溫下漿料中的玻璃粘結(jié)劑與基板相結(jié)合，使導電相粘附在基板表面，形成導電線路。

厚膜法中以絲網(wǎng)印刷技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，該技術(shù)優(yōu)點是工藝簡單，但缺點也很明顯：受限于導電漿料和絲網(wǎng)尺寸，制備的導線最小線寬難以低于60μm，并且無法制作三維圖形，因此不適合小批量、精細基板的生產(chǎn)。微筆直寫技術(shù)和噴墨打印技術(shù)雖然能沉積高精度導電圖形，但是對漿料粘度要求較高，容易發(fā)生通道堵塞。并且，采用厚膜法成形的導電線路電學性能較差，因此采用厚膜法的陶瓷基板僅能用于對功率和尺寸要求較低的電子器件中。

2.直接敷銅法

直接敷銅法（Direct Bonded Copper，DBC）主要是根據(jù)Al2O3陶瓷基板發(fā)展起來的陶瓷表面金屬化技術(shù)，后來又應(yīng)用于AlN陶瓷，已廣泛應(yīng)用于汽車、電力、航空、航天及軍工等領(lǐng)域。

將銅箔（厚度大于0.1 mm）在N2保護下，溫度1065℃-1083℃范圍內(nèi)直接鍵合到Al2O3陶瓷基片表面。純銅在熔融狀態(tài)下對Al2O3陶瓷不潤濕，需要在反應(yīng)界面引入氧元素，高溫下產(chǎn)生的Cu-Cu2O共晶液對 Al2O3有良好的潤濕性，通過生成的CuAlO2作為過渡層，可以將銅箔直接敷接在Al2O3陶瓷基板上。

DBC技術(shù)主要的缺點是銅箔厚度較大，后續(xù)通過化學蝕刻過程很難得到高精度導線，而且界面氧元素難以控制，銅箔與陶瓷之間容易出現(xiàn)氣孔，導致最終器件性能不穩(wěn)定，還有待于進一步的基礎(chǔ)技術(shù)研究。另外，受限于技術(shù)原理，銅箔敷接的方式無法實現(xiàn)通孔金屬化。

3.薄膜法

薄膜法作為一種晶片級制造技術(shù)，是微電子制造中金屬薄膜沉積的主要方法：首先在金屬化之前，應(yīng)按照一定的要求將已燒結(jié)好的瓷片進行相關(guān)處理，以達到周邊無毛刺、無凸起，瓷片光滑、潔凈。然后再通過磁控濺射，在陶瓷表面沉積一層薄薄的Cu層作為種子層，以便后續(xù)的電鍍工藝開展。然后進行閃電鍍來給種子銅增厚（保護種子銅）。再然后通過貼膜、曝光、顯影等工序完成圖形轉(zhuǎn)移，再電鍍使Cu層增長到所需厚度，最終通過退膜、蝕刻工序完成導電線路的制作。

DPC薄膜技術(shù)制備陶瓷線路板的工藝流程

展至科技DPC工藝陶瓷基板在這一方面具有顯著優(yōu)勢。展至科技陶瓷基板，金屬層與基板之間結(jié)合力穩(wěn)定（可達45Mpa）金屬平整性好，可以按客戶需求提供定制服務(wù)，根據(jù)用戶給出的產(chǎn)品設(shè)計圖和要求來進行打樣或者批量生產(chǎn)。線/間距(L/S)分辨率可以做到20μm，銅厚在銅厚區(qū)間1μm~1mm內(nèi)自由選擇，最小孔徑僅75um。且支持PTH（電鍍通孔）/Vias（導通孔）。是產(chǎn)品可靠性的保障。

近年來，采用薄膜工藝制備的陶瓷基板已在功率型LED封裝中顯示出了極強的競爭力。物聯(lián)網(wǎng)下游產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)的各種各樣電子產(chǎn)品也都離不開陶瓷基板。根據(jù)PRISMARK、華泰證券研究所統(tǒng)計，通信、PC、消費電子占基板需求量約70%左右，主要集中在無線、傳輸、數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用領(lǐng)域。

陶瓷材料的發(fā)展一直都是備受矚目的，關(guān)于陶瓷金屬化的研究也從來沒有停止過，展至科技并不會因為暫時的優(yōu)勢領(lǐng)先就止步不前，只有不斷的攻堅研發(fā)，才能不被時代的洪流所淘汰。陶瓷基板更加符合數(shù)字化、小型化、柔性化、低能耗化、多功能化、高可靠性化的未來發(fā)展方向。它是一種更可行的選擇。是今后電子封裝材料可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

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