最近,日经亚洲透露了京瓷(kyocera)一项为期三年(至2026年3月),高达1.3万亿日元(约合98亿美元)的产业计划——该计划包括在鹿儿岛县建设一座新的半导体封装厂,以及在长崎新建一家以陶瓷元件和半导体封装为主的制造工厂等。
京瓷这项计划旨在扩大自身半导体封装产能,力度也高达过去三年在该领域投资的两倍左右,除了以上两个工厂的建设,京瓷还希望扩大几家已经生产多功能打印机和石英组件(晶体振荡器)的工厂。
京瓷的陶瓷封装产品应用广泛,领域涉及包括大尺寸基板、汽车激光雷达(Lidar)、小尺寸充电电池(固态电池)等,本文从工艺、材料和产品类别的角度来扒一扒京瓷有哪些特色(半导体)陶瓷封装解决方案。
1、工艺分类
LTCC(低温共烧陶瓷)封装
PGA(引脚网格阵列)封装
MiniDIL(泵浦激光器模块)封装
Butterfly-Type(蝶形)封装
光纤连接器(氧化锆插芯)
2、材料分类
选项 | 电气 | 热的 | 机械的 | 导体材料 | ||||||
介电常数 | 介电 | CTE(ppm/K) | 热导率 | 弯曲强度 | 杨氏弹性模量 | |||||
1MHz | 2GHz | 1MHz | 2GHz | |||||||
A473 | 9.1 | 8.5 | 5个 | 10 | 6.9 | 18 | 400 | 270 | 钨、钼 | |
A440 | 9.8 | _ | 24 | _ | 7.1 | 14 | 400 | 310 | 钨、钼 | |
A443 | 9.6 | _ | 5个 | _ | 6.9 | 18 | 460 | 310 | 钨、钼 | |
AO610W | 9.2 | 9.0 | 9 | 11 | 6.9 | 17 | 460 | 281 | 铜、钨 | |
AO630 | 9.3 | 9.1 | 5个 | 23 | 7.0 | 16 | 460 | 275 | 铜、钨 | |
AO700 | 9.4 | 9.2 | 6个 | 6个 | 7.2 | 21 | 620 | 315 | 钼 | |
AO800 | 9.4 | 9.4 | 4个 | 13 | 7.5 | 16 | 740 | 300 | 铜、钨、钼 | |
AN242 | 8.7 | 8.6 | 1个 | 170 | 4.7 | 150 | 400 | 320 | 钨 | |
LTCC | GL570 | 5.6 | 5.7 | 3个 | 7 | 3.4 | 2.8 | 200 | 128 | 铜 |
GL580 | 6.2 | 6.1 | 4个 | 16 | 10.4 | 2.0 | 270 | 103 | 铜 | |
GL771 | 5.3 | 5.2 | 8个 | 36 | 12.3 | 2.0 | 170 | 74 | 铜 | |
GL773 | 5.7 | 5.8 | 5个 | 23 | 11.7 | 1.9 | 280 | 95 | 铜 |
值得一提的是GL570,这是京瓷开发的高刚性、低热膨胀系数(CTE)陶瓷材料。随着5G网络的增加和高速/大容量数据处理,高性能、低功耗的IC芯片等电子元件的高度集成也让基板尺寸不断变大,具有接近硅的热膨胀系数和高刚性,可以减少芯片与基板之间热应力和变形,确保组件可靠性。
3、应用分类
京瓷提供完全定制的多层陶瓷封装和氮化铝(AlN)薄膜基板,以支持与LiDAR应用类似技术的器件性能。
京瓷使用LTCC(低温共烧陶瓷)材料技术、多层技术和天线设计技术提供带有内置天线的紧凑型陶瓷RFID标签(电子标签)。
京瓷生产范围广泛的用于光纤通信模块的组件——包括陶瓷底座、封装、光隔离器和插座。
MEMS传感器(微机电系统)采用多层陶瓷封装技术,适用于小型、高密度和表面贴装应用。
京瓷为CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器以及红外线和紫外线传感器提供标准和定制设计的陶瓷封装、光学镀膜玻璃和芯片组装服务。
京瓷提供光纤通信的高精度连接器组件,例如氧化锆陶瓷套圈和套管。
京瓷提供用于各种传感器的微型表面贴装陶瓷封装,以及玻璃料密封陶瓷盖和焊料密封金属盖,其顶部和底部均具有空腔真空结构,并且正在开发用于高温应用的HTCC密封陶瓷封装。
京瓷提供氧化铝或氮化铝发光二极管(LED)的陶瓷封装的多层封装和单层底座。
京瓷提供广泛用于移动通信设备的RF(射频)模块 LTCC 封装。
京瓷为汽车行业提供例如用于ECU(电子控制单元)的多层陶瓷基板、LED 封装、传感器封装、毫米波MMIC(单片微波集成电路)封装及其组件。
京瓷提供使用陶瓷金属键合技术提供电力电子封装,包括新型TO陶瓷封装及其变体。
京瓷的无线通信设备组件包括为FET和HEMT等射频功率晶体管提供陶瓷-金属密封封装,还为混合MIC提供薄膜金属化陶瓷基板,此外还提供MMIC封装,这些封装具有馈通、RF 通孔和电磁耦合结构选项,适用于高达90GHz及以上的频率。
多层陶瓷基板+单层薄膜金属化
多层陶瓷基板+多层薄膜金属化
京瓷为DRAM(动态随机存取存储)、闪存和逻辑器件(multi-DUT)晶圆探针卡提供具有单层或多层薄膜金属化的多层陶瓷基板。
京瓷提供用于设备评估的标准包装和盖子(环氧树脂密封陶瓷盖、玻璃密封陶瓷盖、焊封金属盖)。
小结
半导体封装的本质是通过外壳结构以保护芯片不会受到可能对其造成伤害的潜在损坏,功能上要求消除热量并提供用于连接其他电子部件的线路。机构预计,京瓷为了达成其在该领域的扩产扩能计划,可能借入高达1万亿日元来支付它想要进行的投资。结合本文对京瓷陶瓷封装解决方案的初步介绍,相信读者能够对京瓷这番动作有更直观的认识。
粉体圈 启东
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