陶瓷基板由于其良好的導熱性、耐熱性、絕緣性、低熱膨脹系數(shù)和成本的不斷降低，在電子封裝特別是功率電子器件如IGBT（絕緣柵雙極晶體管）、LD（激光二極管）、大功率LED（發(fā)光二極管）、CPV（聚焦型光伏）封裝中的應用越來越廣泛。

       陶瓷基片主要包括氧化鈹（BeO）、氧化鋁（Al₂O₃）和氮化鋁（AlN）、氮化硅（Si₃N₄）。與其他陶瓷材料相比，Si₃N₄陶瓷基片具有很高的電絕緣性能和化學穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性好，機械強度大，可用于制造高集成度大規(guī)模集成電路板。

幾種陶瓷基片材料性能比較

       從結構與制造工藝而言，陶瓷基板又可分為HTCC、LTCC、TFC、DBC、DPC等。

陶瓷基板的特點

       陶瓷基板，是以電子陶瓷為基礎，對電路元件及外貼切元件形成一個支撐底座的片狀材料。陶瓷基片具有耐高溫、電絕緣性能高、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗低、熱導率大、化學穩(wěn)定性好、與元件的熱膨脹系數(shù)相近等主要優(yōu)點。

陶瓷基板的種類

A: 96/99氧化鋁陶瓷基片：應用范圍最廣。
B:氮化鋁陶瓷基片：導熱系數(shù)高，無毒，可代替BeO陶瓷基片。
C:氮化硅陶瓷基片：強度高，雖導熱系數(shù)比不上氮化鋁陶瓷，但可以通過減小厚度來減小熱阻。
D: BeO陶瓷基片：迄今為止最好的絕緣性陶瓷，但加工時產(chǎn)生的粉末會對人體產(chǎn)生毒害作用。
E:滑石瓷：高頻性能好，成本低。
F:鐵氧體陶瓷片：可以減小電路體積，用于制作射頻微帶線及濾波電路。
G:超大規(guī)格陶瓷片

H:拋光類陶瓷基片，可進行單、雙面拋光加工，表面光潔度經(jīng)拋光處理后達到Ra:0.03-0.05μm，無孔洞現(xiàn)象，產(chǎn)品適合體積小、精度高、布線密度高。

高溫共燒多層陶瓷基板（HTCC）

       HTCC，又稱高溫共燒多層陶瓷基板。制備過程中先將陶瓷粉（Al₂O₃或AlN）加入有機黏結劑，混合均勻后成為膏狀漿料，接著利用刮刀將漿料刮成片狀，再通過干燥工藝使片狀漿料形成生坯；然后依據(jù)各層的設計鉆導通孔，采用絲網(wǎng)印刷金屬漿料進行布線和填孔，最后將各生坯層疊加，置于高溫爐（1600℃）中燒結而成。此制備過程因為燒結溫度較高，導致金屬導體材料的選擇受限（主要為熔點較高但導電性較差的鎢、鉬、錳等金屬），制作成本高，熱導率一般在20~200W/（m·℃）。

低溫共燒陶瓷基板（LTCC）

      LTCC，又稱低溫共燒陶瓷基板，其制備工藝與HTCC類似，只是在Al₂O₃粉中混入質(zhì)量分數(shù)30%~50%的低熔點玻璃料，使燒結溫度降低至850~900℃，因此可以采用導電率較好的金、銀作為電極材料和布線材料。因為LTCC采用絲網(wǎng)印刷技術制作金屬線路，有可能因張網(wǎng)問題造成對位誤差；而且多層陶瓷疊壓燒結時還存在收縮比例差異問題，影響成品率。為了提高LTCC導熱性能，可在貼片區(qū)增加導熱孔或?qū)щ娍?，但成本增加?/p>

厚膜陶瓷基板（TFC）

      相對于LTCC和HTCC，TFC為一種后燒陶瓷基板。采用絲網(wǎng)印刷技術將金屬漿料涂覆在陶瓷基片表面，經(jīng)過干燥、高溫燒結（700~800℃）后制備。金屬漿料一般由金屬粉末、有機樹脂和玻璃等組分。經(jīng)高溫燒結，樹脂粘合劑被燃燒掉，剩下的幾乎都是純金屬，由于玻璃質(zhì)粘合作用在陶瓷基板表面。燒結后的金屬層厚度為10~20μm，最小線寬為0.3mm。由于技術成熟，工藝簡單，成本較低，TFC在對圖形精度要求不高的電子封裝中得到一定應用。

直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）

       由陶瓷基片與銅箔在高溫下（1065℃）共晶燒結而成，最后根據(jù)布線要求，以刻蝕方式形成線路。由于銅箔具有良好的導電、導熱能力，而氧化鋁能有效控制 Cu-Al₂O₃-Cu復合體的膨脹，使DBC基板具有近似氧化鋁的熱膨脹系數(shù)。

DBC基板制備工藝流程

       DBC具有導熱性好、絕緣性強、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛應用于IGBT、LD和CPV 封裝。DBC缺點在于，其利用了高溫下Cu與Al₂O₃間的共晶反應，對設備和工藝控制要求較高，基板成本較高；由于Al₂O₃與Cu層間容易產(chǎn)生微氣孔，降低了產(chǎn)品抗熱沖擊性；由于銅箔在高溫下容易翹曲變形，因此DBC表面銅箔厚度一般大于100m；同時由于采用化學腐蝕工藝，DBC基板圖形的最小線寬一般大于100m。

直接鍍銅陶瓷基板（DPC）

        其制作首先將陶瓷基片進行前處理清洗，利用真空濺射方式在基片表面沉積Ti/Cu層作為種子層，接著以光刻、顯影、刻蝕工藝完成線路制作，最后再以電鍍/化學鍍方式增加線路厚度，待光刻膠去除后完成基板制作。

DPC基板制備工藝流程

       DPC技術具有如下優(yōu)點：低溫工藝（300℃以下），完全避免了高溫對材料或線路結構的不利影響，也降低了制造工藝成本；采用薄膜與光刻顯影技術，使基板上的金屬線路更加精細，因此DPC基板非常適合對準精度要求較高的電子器件封裝。但DPC基板也存在一些不足：電鍍沉積銅層厚度有，且電鍍廢液污染大；金屬層與陶瓷間的結合強度較低，產(chǎn)品應用時可靠性較低。