5G和陶瓷有什么關聯？

現在，在5G手機廠商的宣傳語中，我們經常可以看到“陶瓷”相關的字眼，好像“陶瓷”成為優秀手機的標志之一。

5G時代手機更薄，更流行無線充電等新型無線傳輸方式，傳統金屬機殼屏蔽性能差，所以手機廠商更傾向于玻璃及陶瓷等非金屬材料。

與傳統4G等通信技術相比，5G通信技術接入工作器件需滿足全頻譜接入、高頻段乃至毫米波傳輸、超高寬帶傳輸3大基礎性能要求，其制備材料則需要具有實現大規模集成化、高頻化和高頻譜效率等特點。

針對5G的要求，陶瓷有“先天優勢”。隨著陶瓷在指紋識別、無線充電等手機功能領域的逐漸普及，陶瓷材料具有無信號屏蔽、硬度高、觀感強及接近金屬材料優異散熱性等特點成為手機企業進軍5G時代的重要選擇。

陶瓷基板

5G時代，隨著電子元器件逐步向小型化、精密化、高速化、高可靠性方向發展，以及大功率電子元器件的使用量逐步加大，快速散熱及極端溫度下的可靠性已成為封裝的關鍵問題。

封裝基板是芯片封裝體的重要組成材料，可以分為有機、陶瓷和復合材料3種。無機陶瓷基板原材料為高化學穩定性、高耐腐蝕性、氣密性好、熱導率高及熱膨脹系數匹配的氧化鋁（Al2O3）、氮化鋁（AlN）、碳化硅（SiC）和氧化鈹（BeO）等陶瓷材料。我國在Al2O3、AlN、SiC和BeO等陶瓷材料制備技術比較成熟，而且已經能夠熟練掌握陶瓷表面的薄膜金屬化工藝。

陶瓷表面金屬化工藝

陶瓷金屬化，是在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜，使之實現陶瓷和金屬間的焊接，更先進的應用，是在陶瓷表面形成電路，不僅可以焊接，而且能夠作為導線傳輸電流。目前傳統的金屬化方法有TPC法、DBC法、DPC法、LTCC、HTCC。以下逐個說明此幾個工藝的優缺點：

1.TPC

通過絲網印刷的方式，在陶瓷基板上印刷各種電路、電阻及電容，不可否認，此工藝應用非常廣泛，可以承載較大的電流，陶瓷大多數的應用都是通過厚膜法實現，但它真的可以包治百病嗎？大家都知道，絲網印刷的精度很不盡人意，銀漿與陶瓷的結合并不能達到令人滿意的程度，同時銀漿是需在一定溫度下燒結才能固化的，這幾個缺點，相信有很多行業內的人士也曾經被深深困擾。而且厚膜法的線路較粗，這對于電子產品的小型化而言是個不小的阻礙，于是，大家不得不想出其他的辦法。

2.DBC

此工藝經常在大功率模塊上應用，銅層較厚，可負載較大電流，導熱性能好，強度高，絕緣性強，熱膨脹系數與Si等半導體材料相匹配。然而，陶瓷基板與金屬材料的反應能力低，潤濕性差，實施金屬化頗為困難，不易解決Al2O3與銅板間微氣孔產生的問題，加之較高的燒結溫度，成本很高，只能應用于有特殊需求的領域。

3.DPC

在LED領域應用比較廣泛，技術主要掌握在臺灣廠商手中，同欣電子年出貨量占了一大半以上，此工藝大的優點就是線路精密度高，表面平滑，比較適合覆晶/共晶封裝，其成本要低于DBC法。國內目前展至科技的DPC技術已經量產。

4.LTCC

LTCC由于采用厚膜印刷技術完成線路制作，線路表面較為粗糙，對位不精準。而且，多層陶瓷疊壓燒結工藝還有收縮比例的問題，這使得其工藝解析度受到限制，LTCC陶瓷基板的推廣應用受到極大挑戰。

5.HTCC

        此工藝由于很高的燒結溫度，使用者已經極少，基本被LTCC代替。