隨著功率器件（包括 LED、LD、IGBT、CPV等）不斷發展，散熱成為影響器件性能與可靠性的關鍵技術。電子封裝是半導體器件制造關鍵工藝，直接影響到器件性能、可靠性與成本，選用合適的封裝材料與工藝、提高器件散熱能力就成為發展功率器件的技術瓶頸。應用于高功率器件的封裝基板，不僅要滿足電氣互連、機械承載的作用，還要有良好的散熱性能。

在各類基板材料中，陶瓷基板具有優良的散熱性且其熱膨脹系數（CET）和芯片相匹配，提高了器件可靠性。但陶瓷本身不導電，需要將其金屬化以滿足電氣互連要求，此外，還需要通過通孔填充技術實現基板上下表面互連，從而實現三維立體封裝。通過金屬化制備的陶瓷基板是高溫、高頻、大功率器件封裝的理想選擇。

陶瓷基板制備技術根據工藝不同，可以分成厚膜印刷陶瓷基板(Thick PrintingCeramic,TPC)、薄膜陶瓷基板(Thin Film Ceramic,TFC)、直接鍵合銅陶瓷基板(Direct Bonded Copper Ceramic,DBC)和直接鍍銅陶瓷基板(Direct Plated CopperCeramic,DPC)。在平面陶瓷基板中，TFC基板圖形精度高，但金屬層較薄，主要應用于小電流光電器件封裝；TPC基板耐熱性好，成本低，但線路層精度差，主要應用于汽車傳感器等領域；DBC和AMB基板線路層較厚，耐熱性較好，主要應用于高功率、大溫變的IGBT封裝；DPC 基板具有圖形精度高、可垂直互連等優點，主要應用于大功率LED封裝。

因此，由于DPC陶瓷基板具備高線路精準度、高表面平整度、高絕緣及高導熱的特性，在半導體功率器件封裝領域迅速占據了重要的市場地位，廣泛應用于大功率LED、半導體激光器、VCSEL等領域，符合未來高密度、高精度、高可靠性的發展方向。

(a) DPC 陶瓷基板產品及其 (b) 截面圖

但DPC陶瓷基板涉及到許多精細化的加工技術，需要采用薄膜制造技術，真空鍍膜法在陶瓷基材上濺射和結合銅金屬復合層，使銅和陶瓷基板具有超強的粘接力，然后利用黃光微陰影的光刻膠進行在曝光、顯影、刻蝕和flm去除工藝完成電路生產，最后通過電鍍/化學鍍增加電路的厚度。去除光刻膠后，完成金屬化電路制作。整個制備過程前端采用半導體微加工技術（濺射鍍膜、光刻、顯影等），后端則采用印刷線路板 (PCB) 制備技術（圖形電鍍、填孔、表面研磨、刻蝕、表面處理等），金屬線路層與陶瓷基片的結合強度以及電鍍填孔技術是影響DPC陶瓷基板性能的關鍵。

DPC陶瓷基板制備工藝流程

在即將到來的2022年9月25-27日，粉體圈將于廣州舉辦“2022年全國先進陶瓷產業技術與市場發展論壇暨廣西特種陶瓷產業招商引資活動”，會議上將由來自華中科技大學機械學院的陳明祥教授，為大家帶來報告《功率半導體封裝用陶瓷基板研發與產業化》，報告將詳細介紹以下內容：（1）電子封裝技術；（2）DPC陶瓷基板制備技術；（3）DPC陶瓷基板應用（白光LED、深紫外LED、激光器LD&VCSEL、電力電子、微波射頻、高頻晶振、熱電制冷器TEC、高溫傳感器等）；（4）陶瓷電路板技術展望。機會難得，9月25日，在論壇等您！

報告人簡介

陳明祥（華中科技大學機械學院教授、武漢利之達科技創始人）

陳明祥，華中科技大學機械學院教授/博士生導師，廣東省珠江學者講座教授，武漢利之達科技創始人。本科和碩士畢業于武漢理工大學材料學院，博士畢業于華中科技大學光電學院，美國佐治亞理工學院封裝研究中心博士后。主要從事先進電子封裝技術研發，主持和參與各類科研項目20余項，發表學術論文60余篇（其中SCI檢索40余篇），獲授權發明專利20余項（其中DPC陶瓷基板技術已通過專利轉讓實現產業化）。曾獲湖北專利獎銀獎（2020）、國家技術發明二等獎（2016）、教育部技術發明一等獎（2015）、武漢東湖高新區“3551光谷人才”（2012）等。

2022廣州先進陶瓷論壇會務組

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