陶瓷封装将成为主流电子封装技术

[发布日期：2023-06-21 16:47:04]　点击：

　　电子元件长期在高温、高湿等环境下运转将导致其性能恶化，甚至可能会被破坏。因而，需要采用有效的封装方式，不断提高封装材料的性能，才能使得电子元件在外界严苛的使用环境下保持良好的稳定性。

　　一、三大封装材料统领封装领域

　　电子封装材料组成分来看，主要分为金属基、陶瓷基和塑料基封装材料。

　　陶瓷、塑料、金属三大封装材料陶瓷封装在高致密封装中具有较大发展潜力，属于气密性封装。主要材料有Al2O3、AIN、BeO和莫来石，具有耐湿性好、机械强度高、热膨胀系数小和热导率高等优点。金属封装的主要材料包括 Cu、Al、Mo、W、W/Cu 和 Mo/Cu 合金等，具有较高的机械强度、散热性能优良等优点。塑料封装主要使用的材料为热固性塑料，包括酚醛类、聚酯类、环氧类和有机硅类，具有价格低、质量轻、绝缘性能好等优点。

　　二、六大优势促使陶瓷封装成为主流电子封装

　　陶瓷基封装材料作为一种常见的封装材料，相对于塑料封装和金属封装的优势在于：(1)低介电常数，高频性能好;(2)绝缘性好、可靠性高;(3)强度高，热稳定性好;(4)热膨胀系数低，热导率高;(5)气密性好，化学性能稳定;(6)耐湿性好，不易产生微裂现象。

　　三、陶瓷封装形式多样化，满足各种高可靠封装要求陶瓷封装工艺形式多样，适配各类应用需求。主要有CBAG陶瓷球栅阵列、FC-CBGA倒装陶瓷球栅阵列、CQFN陶瓷四方扁平无引脚封装、CQFP陶瓷四方扁平封装、CPGA陶瓷插针网格阵列封装以及各种陶瓷基板等，封装工艺及产品类型呈多元化发展，以满足下游各类应用需求。

　　TOSA封装 图源京瓷以光模块的封装为例，TOSA和ROSA的主要封装工艺包括TO同轴封装、蝶形封装、COB封装和BOX封装。TO同轴封装多为圆柱形，具有体积小、成本低、工艺简单的特点，适用于短距离传输，但也存在散热困难等缺点。

　　蝶形封装 图源中瓷电子蝶形封装主要为长方体，设计结构复杂，壳体面积大，散热良好，适用于长距离传输。COB即板上芯片封装，将芯片附在PCB板上，实现小型化、轻型化和低成本等，BOX封装属于一种蝶形封装，用于多通道并行。此外，其余常见的封装方式包括双列直插封装(DIP)、无引线芯片载体(LCC)等等。在陶瓷覆铜板方面，主要有DPC直接镀铜基板、DBC直接敷铜基板、AM活性金属钎焊基板、LAM激光快速活化金属化技术等。由于具有高导热、高气密性、高强度等特点，目前在功率半导体IGBT、激光器、LED器件等产品应用中前景广阔。

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