微波技術 - 電子封裝用高頻陶瓷基板

高頻陶瓷基板 (also known as a ceramic circuit board) has the characteristics of 高導熱性, 良好的耐熱性, 低熱膨脹係數, 高機械強度, 絕緣良好, 耐腐蝕性, 抗輻射性, 等等, 並已廣泛應用於電子設備的包裝中.

以矽（Si）和鍺（Ge）資料為代表的第一代電晶體主要應用於數據操作領域，奠定了微電子產業的基礎。 以GaAs和InP為代表的第二代電晶體主要用於通信領域，用於製造高性能微波、毫米波和發光器件，為資訊產業奠定基礎。 隨著科技的發展和應用需求的不斷延伸，兩者的局限性逐漸體現出來，難以滿足高頻、高溫、大功率、高能效、耐惡劣環境、輕量化小型化的要求。

The third-generation semiconductor 材料 represented by silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) have the characteristics of the large bandgap, 高臨界擊穿電壓, high thermal conductivity, 高載波飽和漂移速度, 等等. The electronic devices made by them can work stabilities at 300°C or even higher temperatures (also known as power semiconductors or high-temperature semiconductors). It is the "core" of the solid-state light source (such as LED), laser (LD公司), 電力電子設備 (such as IGBT), focused photovoltaic (CPV公司), 微波射頻 (（右前）), 和其他設備. 在半導體照明領域有著廣闊的應用前景, 汽車電子設備, the new generation of mobile communications (5G), 新能源和新能源汽車, 高速軌道交通, 消費電子產品, 和其他欄位. 有望突破傳統電晶體科技的瓶頸，補充第一代和第二代電晶體科技. 它在光電子器件中具有重要的應用價值, power electronics, 汽車電子設備, 航空航太, 深井鑽井, 和其他欄位, 將在節能減排方面發揮重要作用, 產業轉型陞級, 新的經濟增長點的誕生.

With the continuous development of power devices (including LED, LD, IGBT, CPV, 等.), 散熱已成為影響器件效能和可靠性的關鍵技術. 對於電子設備, 典型的10°C溫昇會將設備壽命縮短30%至50%. 因此, 選擇合適的封裝資料和工藝，提高器件的散熱能力，成為制約功率器件發展的科技瓶頸. 拿 大功率LED封裝 例如, 70% ~ 80% of the input power is converted to heat (only about 20% ~ 30% is converted to light energy), LED晶片面積小, and the device power density is large (more than 100 W/cm2). 因此, 散熱成為當今世界亟待解决的關鍵問題 大功率LED封裝. 如不及時將晶片發熱匯出並消散, 大量熱量將聚集在LED內部, 晶片結溫度將逐漸升高, 一方面, the LED performance (such as lower luminous efficiency, 波長紅移, 等.), 另一方面, 它會在LED設備內部產生熱應力, cause a series of reliability problems (such as service life, 溫度變化, 等.).

封裝基板主要利用資料本身的高導熱性從晶片（熱源）輸出熱量，實現與外部環境的熱交換。 對於功率半導體器件，封裝基板必須滿足以下要求：

（1）高導熱性。 現時，功率半導體器件採用熱電分離封裝。 設備產生的大部分熱量通過封裝基板傳輸。 具有良好導熱性的基板可以防止晶片受到熱損傷。

（2）與晶片資料的熱膨脹係數相匹配。 功率器件晶片本身可以承受高溫，電流、環境和工作條件會改變其溫度。 由於晶片直接安裝在封裝基板上，熱膨脹係數的匹配可以降低晶片的熱應力z，提高器件的可靠性。

（3）耐熱性好，滿足功率器件的高溫使用要求，具有良好的熱穩定性。

（4）絕緣良好，滿足電力互聯和設備絕緣的要求。

（5）機械强度高，滿足器件加工、包裝、應用工藝的强度要求。

（6）該價格適合大規模生產和應用。

現時, 常用的電子封裝基板可分為聚合物基板, metal substrates (metal core circuit board, MCPCB), 和陶瓷基板. 用於電源設備包裝, the packaging substrate not only has the basic wiring (electrical interconnection) function but also requires high thermal conductivity, 耐熱性, 隔熱, 力量, 和熱匹配效能. 因此, the use of polymer substrate (such as PCB) and metal substrate (such as MCPCB) is very limited; The ceramic 材料 itself has high thermal conductivity, 良好的耐熱性, 高絕緣性, 高强度, 與晶片資料熱匹配效能, 非常適合電力設備 高頻陶瓷基板, 已廣泛應用於半導體照明, 雷射與光通信, 航空航太, 汽車電子設備, 深海鑽探和其他領域.