电子封装用陶瓷基板材料及其制备工艺
陶瓷基板由于其良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数和成本的不断降低，在电子封装特别是功率电子器件如igbt（绝缘栅双极晶体管）、ld（激光二极管）、大功率led（发光二极管）、cpv（聚焦型光伏）封装中的应用越来越广泛。
陶瓷基片主要包括氧化铍（beo）、氧化铝（al2o3）和氮化铝（aln）、氮化硅（si3n4）。
与其他陶瓷材料相比，si3n4陶瓷基片具有很高的电绝缘性能和化学稳定性，热稳定性好，机械强度大，可用于制造高集成度大规模集成电路板。
几种陶瓷基片材料性能比较
从结构与制造工艺而言，陶瓷基板又可分为htcc、ltcc、tfc、dbc、dpc等。
高温共烧多层陶瓷基板（htcc）
此制备过程因为烧结温度较高，导致金属导体材料的选择受限（主要为熔点较高但导电性较差的钨、钼、锰等金属），制作成本高，热导率一般在20~200w/（m·℃）。
低温共烧陶瓷基板（ltcc）
因为ltcc采用丝网印刷技术制作金属线路，有可能因张网问题造成对位误差；而且多层陶瓷叠压烧结时还存在收缩比例差异问题，影响成品率。
为了提高ltcc导热性能，可在贴片区增加导热孔或导电孔，但成本增加。
厚膜陶瓷基板（tfc）
相对于ltcc和htcc，tfc为一种后烧陶瓷基板。采用丝网印刷技术将金属浆料涂覆在陶瓷基片表面，经过干燥、高温烧结（700~800℃）后制备。金属浆料一般由金属粉末、有机树脂和玻璃等组分。
经高温烧结，树脂粘合剂被燃烧掉，剩下的几乎都是纯金属，由于玻璃质粘合作用在陶瓷基板表面。烧结后的金属层厚度为10~20μm，最小线宽为0.3mm。
由于技术成熟，工艺简单，成本较低，tfc在对图形精度要求不高的电子封装中得到一定应用。
直接键合铜陶瓷基板（dbc）
dbc基板制备工艺流程
dbc具有导热性好、绝缘性强、可靠性高等优点，已广泛应用于igbt、ld和cpv 封装。
dbc缺点在于：
利用了高温下cu与al2o3间的共晶反应，对设备和工艺控制要求较高，基板成本较高；
由于al2o3与cu层间容易产生微气孔，降低了产品抗热冲击性；
由于铜箔在高温下容易翘曲变形，因此dbc表面铜箔厚度一般大于100m；
由于采用化学腐蚀工艺，dbc基板图形的最小线宽一般大于100m。
直接镀铜陶瓷基板（dpc）
其制作首先将陶瓷基片进行前处理清洗，利用真空溅射方式在基片表面沉积ti/cu层作为种子层，接着以光刻、显影、刻蚀工艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀方式增加线路厚度，待光刻胶去除后完成基板制作。
dpc基板制备工艺流程
dpc技术具有如下优点：
低温工艺（300℃以下），完全避免了高温对材料或线路结构的不利影响，也降低了制造工艺成本；
采用薄膜与光刻显影技术，使基板上的金属线路更加精细，因此dpc基板非常适合对准精度要求较高的电子器件封装。
但dpc基板也存在一些不足：
电镀沉积铜层厚度有，且电镀废液污染大；
金属层与陶瓷间的结合强度较低，产品应用时可靠性较低。
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由于技术成熟，工艺简单，成本较低，tfc在对图形精度要求不高的电子封装中得到一定应用。
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dbc具有导热性好、绝缘性强、可靠性高等优点，已广泛应用于igbt、ld和cpv 封装。
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利用了高温下cu与al2o3间的共晶反应，对设备和工艺控制要求较高，基板成本较高；
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由于铜箔在高温下容易翘曲变形，因此dbc表面铜箔厚度一般大于100m；
由于采用化学腐蚀工艺，dbc基板图形的最小线宽一般大于100m。
直接镀铜陶瓷基板（dpc）
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