随着功率器件（包括 LED、LD、IGBT、CPV等）不断发展，散热成为影响器件性能与可靠性的关键技术。电子封装是半导体器件制造关键工艺，直接影响到器件性能、可靠性与成本，选用合适的封装材料与工艺、提高器件散热能力就成为发展功率器件的技术瓶颈。应用于高功率器件的封装基板，不仅要满足电气互连、机械承载的作用，还要有良好的散热性能。

在各类基板材料中，陶瓷基板具有优良的散热性且其热膨胀系数（CET）和芯片相匹配，提高了器件可靠性。但陶瓷本身不导电，需要将其金属化以满足电气互连要求，此外，还需要通过通孔填充技术实现基板上下表面互连，从而实现三维立体封装。通过金属化制备的陶瓷基板是高温、高频、大功率器件封装的理想选择。

陶瓷基板制备技术根据工艺不同，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)、直接键合铜陶瓷基板(Direct Bonded Copper Ceramic,DBC)和直接镀铜陶瓷基板(Direct Plated CopperCeramic,DPC)。在平面陶瓷基板中，TFC基板图形精度高，但金属层较薄，主要应用于小电流光电器件封装；TPC基板耐热性好，成本低，但线路层精度差，主要应用于汽车传感器等领域；DBC和AMB基板线路层较厚，耐热性较好，主要应用于高功率、大温变的IGBT封装；DPC 基板具有图形精度高、可垂直互连等优点，主要应用于大功率LED封装。

因此，由于DPC陶瓷基板具备高线路精准度、高表面平整度、高绝缘及高导热的特性，在半导体功率器件封装领域迅速占据了重要的市场地位，广泛应用于大功率LED、半导体激光器、VCSEL等领域，符合未来高密度、高精度、高可靠性的发展方向。

(a) DPC 陶瓷基板产品及其 (b) 截面图

但DPC陶瓷基板涉及到许多精细化的加工技术，需要采用薄膜制造技术，真空镀膜法在陶瓷基材上溅射和结合铜金属复合层，使铜和陶瓷基板具有超强的粘接力，然后利用黄光微阴影的光刻胶进行在曝光、显影、刻蚀和flm去除工艺完成电路生产，最后通过电镀/化学镀增加电路的厚度。去除光刻胶后，完成金属化电路制作。整个制备过程前端采用半导体微加工技术（溅射镀膜、光刻、显影等），后端则采用印刷线路板 (PCB) 制备技术（图形电镀、填孔、表面研磨、刻蚀、表面处理等），金属线路层与陶瓷基片的结合强度以及电镀填孔技术是影响DPC陶瓷基板性能的关键。

DPC陶瓷基板制备工艺流程

在即将到来的2022年9月25-27日，粉体圈将于广州举办“2022年全国先进陶瓷产业技术与市场发展论坛暨广西特种陶瓷产业招商引资活动”，会议上将由来自华中科技大学机械学院的陈明祥教授，为大家带来报告《功率半导体封装用陶瓷基板研发与产业化》，报告将详细介绍以下内容：（1）电子封装技术；（2）DPC陶瓷基板制备技术；（3）DPC陶瓷基板应用（白光LED、深紫外LED、激光器LD&VCSEL、电力电子、微波射频、高频晶振、热电制冷器TEC、高温传感器等）；（4）陶瓷电路板技术展望。机会难得，9月25日，在论坛等您！

报告人简介

陈明祥（华中科技大学机械学院教授、武汉利之达科技创始人）

陈明祥，华中科技大学机械学院教授/博士生导师，广东省珠江学者讲座教授，武汉利之达科技创始人。本科和硕士毕业于武汉理工大学材料学院，博士毕业于华中科技大学光电学院，美国佐治亚理工学院封装研究中心博士后。主要从事先进电子封装技术研发，主持和参与各类科研项目20余项，发表学术论文60余篇（其中SCI检索40余篇），获授权发明专利20余项（其中DPC陶瓷基板技术已通过专利转让实现产业化）。曾获湖北专利奖银奖（2020）、国家技术发明二等奖（2016）、教育部技术发明一等奖（2015）、武汉东湖高新区“3551光谷人才”（2012）等。

2022广州先进陶瓷论坛会务组

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