陶瓷封装基板——电子封装的未来导向

电子封装材料是指用于承载电子元器件及其相互联线，起到机械支撑、密封环境保护、信号传递、散热和屏蔽等作用的基体材料。包含基板、布线、框架、层间介质、密封材料。其中电子封装基片材料作为一种电子元件，主要为电子元器件及其相互联线提供机械承载支撑、气密性保护和促进电气设备的散热。

封装基板主要在半导体芯片与常规PCB（印制电路板）之间起到电气过渡作用，同时为芯片提供保护、支撑、散热作用。主要材料包括陶瓷、环氧树脂、金刚石、金属、金属基复合材料。

作为电子封装材料的一部分，电子封装基片材料应满足以下性能要求：

1.高热导率,良好的热稳定性，保证电子元件不受热破坏；

2.与芯片相匹配的热膨胀系数；

3.良好的高频特性，满足高速传导需求。

此外，电子封装基片还应具有力学性能高、电绝缘性能好、化学性质稳定和易于加工等特点。当然，在实际应用和大规模工业生产中，价格因素也不容忽视。

有关陶瓷封装材料的分类

目前已用于实际生产和开发应用的高导热陶瓷基片材料主要包括Al2O3、 AlN、Si3N4等。

（1）Al2O3陶瓷基片

氧化铝陶瓷是目前应用最成熟的陶瓷基片材料，优点在于价格低廉，耐热冲击性和电绝缘性较好，制备加工技术成熟，因此广泛应用于电子工业，已成为电子工业不可缺少的材料。

（2）AlN陶瓷基片

氮化铝陶瓷基片具有优异的电、热性能，与氧化铝相比具有更高的热导率（一般为170～230 w/mk），适用于高功率、高引线和大尺寸芯片，并且氮化铝材质坚硬，能够在严酷环境条件下照旧工作，因此可以满足不同封装基片的应用。

（3）Si3N4陶瓷基片

氮化硅陶瓷基片具有较高的理论热导率、良好的化学稳定性能、无毒、较高的抗弯强度和断裂韧性等。热导率最高可达到177W·m-1·K-1，并且力学性能也较为优异（抗弯强度达到了460MPa，断裂韧性达到了11.2MPa·m1/2）且热膨胀系数与Si、SiC和GaAs等材料匹配良好，被认为是一种很有潜力的高速电路和大功率器件的散热封装材料。

科技的飞速发展带动了一系列电子产品的更新换代，电子系统及设备也向集成化、微型化、高效可靠等方向发展。电子系统集成度的提高也会导致产品密度升高，进而整个电子元件和系统正式运作时的热量也会增加，陶瓷封装基板作为具有高热导率同时具备良好综合性能的新型绿色封装，已经成为今后电子封装材料可持续发展的重要方向。