無(wú)機(jī)封裝基板

1、無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板一、陶瓷基板概論一、陶瓷基板概論 陶瓷基板同由樹脂材料構(gòu)成的PWB相比： 耐熱性好， 熱導(dǎo)率高 熱膨脹系數(shù)小 微細(xì)化布線較容易 尺寸穩(wěn)定性高點(diǎn)它作為L(zhǎng)SI封裝及混合電路IC用基板得到廣泛應(yīng)用。（多層布線陶瓷基板） 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板1 、 作為陶瓷基板應(yīng)具有的條件作為陶瓷基板應(yīng)具有的條件 電路布線的形成 基板主要作用是搭載電子元件或部件，實(shí)現(xiàn)相互之間電器連接，因此導(dǎo)體電路布線很重要。陶瓷基板電路布線方法：陶瓷基板電路布線方法：薄膜光刻法厚膜多次印制法同時(shí)燒成法基本表面平滑化學(xué)性能穩(wěn)定微細(xì)圖形與基板之間良好的附

2、著 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（2）電學(xué)性質(zhì)）電學(xué)性質(zhì) 對(duì)基板電學(xué)性質(zhì)的要求：絕緣電阻高；介電常數(shù)要低（信號(hào)傳輸速度高）；介電損耗要??；上述性質(zhì)不隨溫度和濕度的變化而變化。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（3）熱學(xué)性質(zhì)）熱學(xué)性質(zhì) 耐熱性高導(dǎo)熱率低熱膨脹系數(shù)：基板與硅的熱膨脹系數(shù)（后者大約為310-6/）盡量接近 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板陶瓷基板的應(yīng)用分兩大類：n一類主要要求適用于高速器件，采用介電系介電系數(shù)低、易于多層化數(shù)低、易于多層化的基板（如Al2O3基板，玻璃陶瓷共燒基板等），n另一類主要適用于高散熱高散熱的要求，采用高熱導(dǎo)率的基

3、板（如AlN基板、 BeO基板等）。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板2、 陶瓷基板的制作方法陶瓷基板的制作方法 陶瓷燒成前典型的成形方法有下述四種:粉末壓制成形（模壓成形、等靜壓成形）擠壓成形流延成形：容易實(shí)現(xiàn)多層化且生產(chǎn)效率較高 射出成形 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板圖1 流延法制作生片（green sheet）而后制成各類基板的流程圖 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板圖2 流延機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板陶瓷多層基板的制作方法：陶瓷多層基板的制作方法：濕法：濕法：在燒成前的生片上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成導(dǎo)體在燒成前的生片上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成導(dǎo)體圖形，由陶瓷與導(dǎo)體共

4、燒而成；圖形，由陶瓷與導(dǎo)體共燒而成； 干法：干法：在燒成的陶瓷基板上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷、交互在燒成的陶瓷基板上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷、交互印刷、燒成導(dǎo)體層和絕緣層，或在燒成的陶瓷基板印刷、燒成導(dǎo)體層和絕緣層，或在燒成的陶瓷基板上，采用厚膜、薄膜混成法形成多層電路圖形，再上，采用厚膜、薄膜混成法形成多層電路圖形，再一次燒結(jié)制成多層基板。一次燒結(jié)制成多層基板。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板3、陶瓷基板的金屬化、陶瓷基板的金屬化 （1） 厚膜法厚膜法厚膜金屬化法：在陶瓷基板上通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成導(dǎo)體（電路布線）及電阻等，經(jīng)燒結(jié)形成電路及引線接點(diǎn)等。厚膜導(dǎo)體漿料一般由粒度15m的金屬粉末，添加百分之幾的玻璃粘結(jié)

5、劑，再加有機(jī)載體，包括有機(jī)溶劑、增稠劑和表面活性劑等，經(jīng)球磨混煉而成。燒成后的導(dǎo)體在其與基板的界面通過(guò)不同的結(jié)合機(jī)制，與基板結(jié)合在一起。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板圖圖3 厚膜導(dǎo)體的斷面結(jié)構(gòu)厚膜導(dǎo)體的斷面結(jié)構(gòu) 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板對(duì)于玻璃系來(lái)說(shuō)，其軟化點(diǎn)要選擇在粉末金屬的燒結(jié)溫度附近。在氧化物系中，一般用與陶瓷發(fā)生反應(yīng)形成固溶體的氧化物。例如，對(duì)于Al2O3基板來(lái)說(shuō)，采用CuO及Bi2O3等。一般說(shuō)來(lái)，氧化物系比玻璃系更容易獲得較高的結(jié)合力。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（2） 薄膜法薄膜法 用真空蒸鍍、離子鍍、濺射鍍膜等真空鍍膜法進(jìn)行金屬化。 由于為氣相沉積法，原

6、則上講無(wú)論任何金屬都可以成膜，無(wú)論對(duì)任何基板都可以金屬化。但是，金屬膜層與陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)應(yīng)盡量一致，而且應(yīng)設(shè)法提高金屬化層的附著力。 在多層結(jié)構(gòu)中，與陶瓷基板相接觸的膜金屬，一般選用具有充分的反應(yīng)性，結(jié)合力強(qiáng)的IVB族金屬Ti、Zr、及VIB族金屬Cr、Mo、W等。上層金屬多選用Cu、Au、Ag等電導(dǎo)率高，不易氧化，而且由熱膨脹系數(shù)不匹配造成的熱應(yīng)力容易被緩解的延展性金屬。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（3）共燒法）共燒法 燒成前的陶瓷生片上，絲網(wǎng)印刷Mo、W等難熔金屬的厚膜漿料，一起脫脂燒成，使陶瓷與導(dǎo)體金屬燒成為一體結(jié)構(gòu)。LSI封裝及混合電路IC用基板，特別是多層電路基板，主要

7、是由共燒法來(lái)制造，有下列特征： （a）可以形成微細(xì)的電路布線，容易實(shí)現(xiàn)多層化，從而能實(shí)現(xiàn)高密度布線。（b）由于絕緣體與導(dǎo)體做成一體化結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)氣密封裝。（c）通過(guò)成分、成形壓力、燒結(jié)溫度的選擇可以控制燒結(jié)收縮率。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板二、各類陶瓷基板1、氧化鋁基板、氧化鋁基板 -氧化鋁（Al2O3）價(jià)格較低，從機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、導(dǎo)熱性、耐熱性、耐熱沖擊性、化學(xué)穩(wěn)定性等方面考慮，其綜合性能好，作為基板材料，使用最多，其加工技術(shù)與其他材料相比也是最先進(jìn)的。（1） Al2O3原料的典型制造方法：Buyer法金屬鋁液重熔法 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（2）-Al2O3 的晶體

8、結(jié)構(gòu)鋁離子與氧離子之間為強(qiáng)固的離子鍵，每個(gè)鋁原子位于由6個(gè)氧原子構(gòu)成的八面體的中心。因此，-Al2O3結(jié)構(gòu)的充填極為密實(shí)，鋁與氧靠離子間的庫(kù)侖力相結(jié)合，因此，Al2O3的物理性能，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有密度高、機(jī)械強(qiáng)度大等特性。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（3）Al2O3陶瓷基板制作方法陶瓷基板制作方法 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板難熔金屬法，作為Al2O3基板表面的金屬化方法，是在1938年由德國(guó)的得利風(fēng)根公司和西門子公司分別獨(dú)立開發(fā)的。按難熔金屬種類，分Mo法，Mo-Mn法和Mo-Ti法等。Mo-Mn法是以耐熱金屬鉬（Mo）的粉末為主成分，副成分采用易形成氧化物的錳（Mn）粉末，

9、是二者均勻混合制成漿料，涂布在預(yù)先經(jīng)表面研磨及表面處理的Al2O3基板表面，在加濕氫氣氣氛中經(jīng)高溫?zé)山饘倩瘜印Ｔ诒痉椒ㄖ?，Mn及氣氛中的水起著重要的作用，Mn被水分氧化成MnO，MnO與Al2O3反應(yīng)生成MnOAl2O3（MnAl2O4），作為中間層增加了金屬化層與Al2O3基板的結(jié)合力，化學(xué)反應(yīng)式為 Mn +H2OMnO+H2 MnO+Al2O3 MnOAl2O3但是，這樣獲得的導(dǎo)體膜直接焊接比較困難，一般要在其表面電鍍Ni, Au, Ag等。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（4）應(yīng)用）應(yīng)用混合集成電路用基板混合集成電路用基板LSI封裝用基板封裝用基板多層電路基板多層電路基板 無(wú)無(wú) 機(jī)

10、機(jī) 封封 裝裝 基基 板板a、混合集成電路用基板、混合集成電路用基板 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板厚膜混合厚膜混合IC用基板：用基板：粗糙度大的價(jià)格較低，而且與布線導(dǎo)體間的結(jié)合力強(qiáng)等，因此多采用純度質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96的Al2O3基板。采用絲網(wǎng)印刷法在基板上形成貴金屬漿料圖形，在燒成過(guò)程中，漿料中的玻璃粘結(jié)劑會(huì)與基板中的玻璃相起作用。因此Al2O3中的玻璃相及較粗糙的表面會(huì)明顯的提高厚膜導(dǎo)體的結(jié)合力。薄膜混合薄膜混合IC用基板：用基板：薄膜厚度一般在數(shù)千埃以下，薄膜的物理性能、電氣性能等受基板表面粗糙度的影響很大，特別是對(duì)像電容器等采用多層結(jié)構(gòu)的薄膜元件，影響更大。為了保證表面平滑，可以在厚膜

11、用Al2O3基板表面被覆一層熱膨脹系數(shù)與Al2O3基板相同、厚度為數(shù)十微米的玻璃釉。雖然被釉基板表面變得平滑，但其導(dǎo)熱性、耐熱性等都低于Al2O3 。因此，通常采用局部被釉基板。近年來(lái)，在薄膜混合IC中越來(lái)越多的采用表面粗糙度小、純度99以上的Al2O3基板。高純度Al2O3基板燒成狀態(tài)表面就非常平滑，由此可形成缺陷較少的高品質(zhì)薄膜。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板在陶瓷LSI封裝中，前幾年幾乎都采用Al2O3。利用同時(shí)燒成技術(shù)制作的LSI封裝，氣密性好，可靠性高。在電子封裝從DIP-LCC-PGA-BGA-CSP-裸芯片實(shí)裝的整個(gè)發(fā)展歷程中， Al2O3一直起著十分關(guān)鍵的作用。特別是基于

12、其機(jī)械強(qiáng)度高機(jī)械強(qiáng)度高及熱導(dǎo)率高熱導(dǎo)率高兩大優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在多端子、細(xì)引腳節(jié)距、高散熱性等高密度封裝中， Al2O3正發(fā)揮著不可替代的作用。b、LSI封裝用基板封裝用基板 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板C、多層電路基板、多層電路基板NEC開發(fā)的100mm100mm的Al2O3多層電路基板 IBM308X系列的TCM（thermal conduction module）的Al2O3多層電路基板由Al2O3陶瓷多層電路基板與聚酰亞胺多層薄膜布線板構(gòu)成的復(fù)合基板。信號(hào)線采用聚酰亞胺絕緣層薄膜多層布線，由于聚酰亞胺的介電常數(shù)低，可提高信號(hào)傳輸速度。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板2、莫來(lái)石基板、

13、莫來(lái)石基板莫來(lái)石（3Al2O3.2SiO2）是Al2O3-SiO2二元系中最穩(wěn)定的晶相之一，與Al2O3相比雖然機(jī)械強(qiáng)度和熱導(dǎo)率要低些，但其介電常數(shù)低，因此可望能進(jìn)一步提高信號(hào)傳輸速度。其熱膨脹系數(shù)也低，可減小搭載LSI的熱應(yīng)力，而且與導(dǎo)體材料Mo、W的熱膨脹系數(shù)的差也小，從而共燒時(shí)與導(dǎo)體間出現(xiàn)的應(yīng)力低?；谏鲜隼碛桑鳛锳l2O3的替代材料進(jìn)行過(guò)廣泛的開發(fā)。莫來(lái)石基板的制造及金屬化方法基本上與Al2O3所采用的方法相同。為了在降低莫來(lái)石介電系數(shù)的同時(shí)，減小其熱膨脹系數(shù)，可以添加MgO。由于莫來(lái)石的熱膨脹系數(shù)較低，再通過(guò)添加少量的MgO。確實(shí)能減小基板的彎曲變形及應(yīng)力。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝

14、 基基 板板日立公司開發(fā)的莫來(lái)石多層電路基板已用于大型計(jì)算機(jī)，這種基板由W做導(dǎo)體層，共44層，在這種基板上還搭載了以莫來(lái)石為基板材料、由7層W導(dǎo)體層構(gòu)成的芯片載體。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板3、氮化鋁（、氮化鋁（AlN）基板）基板 氮化鋁的熱導(dǎo)率是Al2O3的十倍以上，CTE與硅片相匹配，這對(duì)于大功率半導(dǎo)體芯片的封裝及高密度封裝無(wú)疑是至關(guān)重要的，特別是作為MCM封裝的基板具有良好的應(yīng)用前景。 AlN非天然存在而是人造礦物的一種，于1862年由Genther等人最早合成。AlN具有纖鋅礦型晶體結(jié)構(gòu)（金剛石結(jié)構(gòu)中兩個(gè)陣點(diǎn)上的碳原子分別由Al和N置換），為強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，具有輕（密度3.2

15、6g/cm3）、高強(qiáng)度、高耐熱性（大約在3060）、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 由于AlN為強(qiáng)共價(jià)鍵，其傳熱機(jī)制為晶格振動(dòng)（聲子），且Al和N的原子序數(shù)均小，從本性上決定了AlN的高熱導(dǎo)性，熱導(dǎo)率的理論值為320W/（mK）。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板過(guò)去雖然在AlN單晶中達(dá)到較高的熱導(dǎo)率（大約為250 W/（mK），但對(duì)于陶瓷材料來(lái)說(shuō)僅達(dá)到4060 W/（mK），是相當(dāng)?shù)偷摹Ｆ湓蚴窃现械碾s質(zhì)在燒結(jié)時(shí)因溶于AlN顆粒中產(chǎn)生各種缺陷，或發(fā)生反應(yīng)生成低熱導(dǎo)率化合物，對(duì)聲子造成散射，致使熱導(dǎo)率下降。為了提高AlN的熱導(dǎo)率，必須對(duì)陶瓷的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，諸如點(diǎn)陣畸變、位錯(cuò)、層錯(cuò)、非平衡點(diǎn)缺陷等晶體缺陷

16、，盡量保證晶體結(jié)構(gòu)的完整性，同時(shí)減少氣孔、第二相析出等。影響影響AlN陶瓷熱導(dǎo)率的各種因素陶瓷熱導(dǎo)率的各種因素 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN粉末制作方法粉末制作方法1、還原氮化法、還原氮化法以Al2O3為原料，通過(guò)高純碳還原，再與N2反應(yīng)形成AlN,其反應(yīng)為 Al2O33CN22AlN3CO該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為維持反應(yīng)進(jìn)行要持續(xù)加熱。一般所采用的Al2O3原料粉末粒徑小、粒度分布整齊，因此由還原氮化法比較容易獲得粒徑小、粒度分布一致性好的AlN粉末。2、直接氮化法、直接氮化法使Al粉末與N2反應(yīng)進(jìn)行直接氮化，而后將生成物粉碎成所需要的AlN粉末，其反應(yīng)為 2AlN22AlN該氮化反

17、應(yīng)為放熱反應(yīng)，一旦反應(yīng)開始，就不必再提供能量，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。這兩種方法直到目前仍處于不斷完善中。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN陶瓷基板制作方法陶瓷基板制作方法Al2O3基板制造的各種方法都可以用于AlN基板的制造。其中用的最多的是生片疊層法，即將AlN原料粉末、有機(jī)粘結(jié)劑及溶劑、表面活性劑混合制成陶瓷漿料，經(jīng)流延、疊層、熱壓、脫脂、燒成制得。但應(yīng)特別指出的是，由于金屬雜質(zhì)及氧、碳等雜質(zhì)的含量及存在狀態(tài)對(duì)AlN基板的熱導(dǎo)率有很大影響，必須從原料粉末的選擇和處理、燒結(jié)助劑、燒成條件等方面采取措施，嚴(yán)格控制這些雜質(zhì)。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN基板金屬化基板金屬化金屬化膜

18、的形成，各種方法都可以適用。但有兩點(diǎn)需注意： 一點(diǎn)是AlN的燒成溫度很高，必須采用高熔點(diǎn)金屬后膜共燒漿料； 另一點(diǎn)是，一般說(shuō)來(lái)AlN與金屬化層的結(jié)合力不如Al2O3，必須采用特殊玻璃粘結(jié)劑的厚膜漿料。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN基板的特性基板的特性 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN基板熱導(dǎo)率受殘留氧雜質(zhì)的影響AlN材料相對(duì)于Al2O3來(lái)說(shuō)，絕緣電阻、絕緣耐壓更高些，介電常數(shù)更低些，特別是AlN的熱導(dǎo)是Al2O3的10倍左右，熱膨脹系數(shù)與Si相匹配，這些特點(diǎn)對(duì)于封裝基板來(lái)說(shuō)十分難得。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板AlN基板的應(yīng)用基板

19、的應(yīng)用VHF(超高頻)頻帶功率放大器模塊采用AlN結(jié)構(gòu)的示意圖。在AlN基板上用激光加工通孔，用絲網(wǎng)印刷在通孔中填入Pd-Ag漿料并形成電路圖形，同圖 (a)所示采用Al2O3與BeO相組合的復(fù)合基板相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其熱阻為7.4/W，同圖 (b)的熱阻7.1/W相比，不相上下，頻率及輸入、輸出特性也基本相同。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板3、碳化硅（、碳化硅（SiC）基板）基板碳化硅是非天然出產(chǎn)而是由人工制造的礦物。由硅石(SiO2)、焦碳及少量食鹽以及粉末狀混合，用石墨爐將其加熱到2000以上發(fā)生反應(yīng)，生成- SiC，再通過(guò)升華析出，可得到暗綠色塊狀的多晶集合體。由于加熱和升華過(guò)程中

20、，金屬性雜質(zhì)及鹵化物等由于揮發(fā)會(huì)自動(dòng)排除，因此很容易獲得高純度制品。SiC是強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，硬度僅次于金剛石、立方氮化硼(c-BN)，而且具有優(yōu)良的耐磨性、耐藥品性。高純度單晶體的熱導(dǎo)率僅次于金剛石。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板碳化硅（碳化硅（SiC）基板制作方法）基板制作方法采用普通方法燒成難以達(dá)到致密化，需要添加燒結(jié)助劑并采用特殊方法燒成。將暗綠色SiC塊狀多晶體經(jīng)研磨精制成粉末原料，添加作為燒結(jié)助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%3.5%的BeO以及粘結(jié)劑、溶劑等，利用噴霧干燥機(jī)造粒。將造粒粉在室溫及100MPa壓力下加壓成板狀，然后放入石墨模具中加壓的同時(shí)(熱壓)，在大約2100下燒成。利用

21、這種工藝，可以獲得平均粒徑大約6m，相對(duì)密度達(dá)98%以上的的密的黑灰色SiC基板。由于SiC基板的燒成溫度為2100，能承受這么高溫度的導(dǎo)體材料很難找到，本質(zhì)上說(shuō)，SiC材料不適合制作多層電路基板，但可以利用基板的表面，形成薄膜多層電路基板。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板碳化硅（碳化硅（SiC）基板特性）基板特性優(yōu)點(diǎn)：熱擴(kuò)散系數(shù)突出熱導(dǎo)率高熱膨脹系數(shù)與Si相近缺點(diǎn)：與Al2O3等基板相比，介電常數(shù)高（不適用于通信機(jī)等高頻電路基板 ） 絕緣耐壓差 （電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到數(shù)百伏每厘米以上時(shí)，會(huì)迅速喪失絕緣性，很容易擊穿 ） 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板各種基板與Si的熱膨脹系數(shù)的對(duì)比 SiC基

22、板的熱導(dǎo)率與溫度關(guān)系系 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板碳化硅（碳化硅（SiC）基板應(yīng)用）基板應(yīng)用 -低電壓電路低電壓電路及及VLSI高散熱封裝的基板高散熱封裝的基板 由于SiC與Si的熱膨脹系數(shù)向匹配，不必采用Mo等的應(yīng)力緩沖材料，且SiC的熱擴(kuò)散系數(shù)比Cu還高，因此，LSI產(chǎn)生的熱量會(huì)迅速在SiC基板上散開，再通過(guò)由硅膠粘結(jié)的Al散熱片高效率的擴(kuò)散。在此例中，二者的熱阻基本相同，大致都為9/W，而采用SiC基板的一方要略低些 SiC基板用于高速高集成度邏輯基板用于高速高集成度邏輯LSI帶散熱結(jié)構(gòu)封裝的實(shí)例帶散熱結(jié)構(gòu)封裝的實(shí)例 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板采用SiC基板的MCM封裝的

23、情況，從芯片到散熱片外界的總熱阻，采用Al2O3基板時(shí)，為4.9/W，后者降低50%。換句話說(shuō)，同樣尺寸的封裝，采用后者，可以滿足防熱量大1倍的芯片的要求。除此之外，SiC基板在超大型計(jì)算機(jī)，光通信用二極管的基板應(yīng)用等方面還有不少實(shí)例。 多芯片模塊（多芯片模塊（MCM）中采用）中采用Al2O3基板和基板和SiC基板時(shí)熱阻的對(duì)比基板時(shí)熱阻的對(duì)比 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板5、氧化鈹（、氧化鈹（BeO）基板）基板氧化鈹基板的熱導(dǎo)率是Al2O3基板的十幾倍，適用于大功率電路，而且其介電常數(shù)又低，又可用于高頻電路。BeO基板，基本上采用干壓法制作。成型后先經(jīng)300600預(yù)燒，再經(jīng)1500160

24、0燒成。這種方法燒成收縮小，因此尺寸精度好。但在燒成后的基板上打孔時(shí)，孔徑及孔距較難控制。此外，也可在BeO中添加微量的MgO及Al2O3等，利用生片法制作BeO基板。BeO基板燒成后的粒徑很難控制，一般說(shuō)來(lái)，其粒徑也比Al2O3的大。因此，采用薄膜金屬化時(shí)，表面必須研磨。其金屬化的另一個(gè)特征是，Cu與之的結(jié)合力要優(yōu)于Mo或W等。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板由于BeO粉塵的毒性，存在環(huán)境問(wèn)題。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板6、低溫共燒陶瓷（、低溫共燒陶瓷（LTCC）多層基板）多層基板 Al2O3、莫來(lái)石及AlN基板燒結(jié)溫度在15001900，若采用同時(shí)燒成法，導(dǎo)體材料只能選擇難熔

25、金屬M(fèi)o和W等，這樣勢(shì)必造成下述一系列不太好解決的問(wèn)題：1、共燒需要在還原性氣氛中進(jìn)行，增加工藝難度，燒結(jié)溫度過(guò)高，需要采用特殊燒結(jié)爐。2、由于Mo和W本身的電阻率較高，布線電阻大，信號(hào)傳輸容易造成失真，增大損耗，布線微細(xì)化受到限制。3、介質(zhì)材料的介電常數(shù)都偏大，因此會(huì)增大信號(hào)傳輸延遲時(shí)間，特別是不適用于超高頻電路。4、Al2O3的熱膨脹系數(shù)（710-6/）與Si的熱膨脹系數(shù)（3.010-6/）相差太大，若用于裸芯片實(shí)裝，則熱循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力不好解決。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板LTCC基板應(yīng)具有的性能基板應(yīng)具有的性能低溫共燒陶瓷基板：兼顧其它性能的基礎(chǔ)上，能做到低溫?zé)?。基板的燒結(jié)溫度必須能控制在850950。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板LTCC基板的要求主要有：燒成溫度必須能控制在950以下；介電常數(shù)要低；熱膨脹系數(shù)要與搭載的芯片接近；有足夠的高的機(jī)械強(qiáng)度。 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 封封 裝裝 基基 板板（1） 硼硅酸鉛玻璃硼硅酸鉛玻璃-Al2O3 ：硼硅酸鉛晶化玻璃（質(zhì)量分?jǐn)?shù)45）+ Al2O3（質(zhì)量分?jǐn)?shù)55%）組成 ，最大彎曲強(qiáng)度達(dá)350MPa（2） 硼硅酸鹽玻璃硼硅酸鹽玻璃-石英玻璃石英玻璃-堇青石