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由于陶瓷封裝性能卓越,在航空航天、國防軍事及大型計算機方面有廣泛的應用。盡管陶瓷封裝相比塑料封裝方式而言生產難度大,成本高由于各行業對芯片、微電子的可靠性要求越來越高,以陶瓷封裝為主的方式也正在滲透。

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氧化鋁Al2O3材料陶瓷封裝的應用

氧化鋁陶瓷封裝 圖源EPI
陶瓷封裝的類型一般包括金屬陶瓷封裝和一般陶瓷封裝。陶瓷封裝材料具有多種材料選擇,氧化鋁Al2O3、莫來石(3Al2O3·2SiO2)、氮化鋁AlN、碳化硅SiC、氧化鈹BeO、低溫共燒陶瓷(LTCC)等。
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其中,氧化鋁Al2O3在陶瓷封裝的應用是上述基礎材料中應用最多、最廣的。
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不得不說氧化鋁在陶瓷能涉及的應用方面,都能看到它的身影。一般情況下,在民用/商用封裝領域一般是采用以氧化鋁粉體制成的各種陶瓷產品進行封裝,而在對可靠性要求極高的應用上大多數采用氮化鋁陶瓷。
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氧化鋁在封裝領域的優點
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1、價格低;

2、綜合性能好:氣密性、機械性能、耐熱性、化學穩定性等方面好;

3、應用最多:HIC(Hybrid Integrated Circuits)基板、LSI(Large ?Scale Integration Circuit)封裝基板、多層電路基板;

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同時缺點也明顯,介電常數高,約為10;熱導率較低,只有20W/(m.K)。
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氧化鋁在封裝領域的應用
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1、HIC用基板
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厚膜
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表面粗糙度大的價格較低,一般采用純度95%的Al2O3,絲網印刷法形成貴金屬漿料圖形-燒成-結合力大
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薄膜
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薄膜元件物理性能、電氣性能受表面粗糙度影響大,多采用局部被釉基板。隨著要求的提高,近來薄膜HIC采用表面粗糙度小,較多采用99%的Al2O3。
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2、LSI用基板
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氧化鋁Al2O3材料陶瓷封裝的應用

CDIP 圖源中航天成
同時燒成法制作的LSI封裝用Al2O3基板,氣密性好、可靠性高;在電子封裝從DIP-PGA-BGA-CSP(chip-scalepackage)-裸芯片實裝的整個發展歷程中,Al2O3一直發揮關鍵作用。
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3、多層電路基板
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氧化鋁Al2O3材料陶瓷封裝的應用

ECU用多層陶瓷基板 圖源自京瓷
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通過陶瓷疊層技術,實現兼備小型、高密度、高耐熱性、高散熱性的ECU基板。底部能夠印刷電阻??蓱迷谧詣幼兯倨骺刂艵CU、電子控制動力轉向ECU、DC-DC轉換器等。
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