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如今陶瓷基板材料用系统封装的研究进展有什么趋势?

 时间:2022-04-06     浏览:1338     分享

随着国内的系统封装技术不断提高,可以将不同类型的元件通过不同的技术混载于同一封装之内,从而实现集成微型系统封装的重要技术。比如在航空航天、生命科学等领域中有广阔的应用前景,陶瓷基板材料也是系统封装技术的基础材料之一。以下就是要简单了解系统封装技术的概念及其特点,从而分析几种系统封装中采用陶瓷基板材料的优缺点,同时也指出陶瓷基板在未来发展有什么趋势?

 

说到陶瓷基板种类很多,其实就是目前市场上主要的氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板,因为主要根据结构中有单层基板和多层基板{两层}。现如今普遍的陶瓷基板种类的工艺有LTCC(低温共烧多层陶瓷基板)、HTCC(高温共烧多层陶瓷)、DBC(直接接合铜基板)、DPC(直接镀铜基板)四种,而其中HTCC属于较早期发展的技术之一,但由于其较高的工艺温度要达到1300~1600℃,使其电极材料的选择受限制,并且制作成本相当昂贵。而这些因素促使LTCC的发展,LTCC虽然将共烧温度降至约850℃,但其尺寸精确度、产品强度等技术上的问题尚待突破。那么dbcdpc则为近几年才开发成熟,并且能量产化的专业技术,但对于许多人来说,此两项专业的技术仍然很陌生,甚至可能将两者误解为同样的工艺。

 

如今随着以电子计算机为核心、集成电路产业为基础的现代信息产业的发展,以及便携式通讯系统对电子产品的迫切需求,电子产业也得到快速发展。同时也带动了与之密切相关的电子封装的发展,在电子封装技术直接影响着电子器件和集成电路的频率、功耗、复杂性、可靠性和成本等,因此成为电子领域的关键技术。

 

在电子封装是指实现互连和半导体芯片实现供电、冷却和保护的整个过程,也是随着电子元器件和电路组件继续向高密度、高速度、低功耗、高频、大功率、抗辐射和高可靠性方向发展,其对电子封装技术提出了更高的要求。

 

因为系统封装{SIP}技术是指将不同类型的元件通过不同的技术混载于同一封装之内,而某种典型的SIP高密度电子集成模块的横切面,这是早一块核心陶瓷基板上根据需要逐层造出各元件连线层,各有源无源件埋入层,光学系统层等;再在造好的陶瓷基板上用倒装形式或线焊方式安装上各个ICMEMS,也包括不能埋入的无源件和传感器。

 

根据上述实例SIP具有以下优点:

1封装效率高,可在同一封装体内加多个芯片,减少了封装体积;

2兼容性好,实现了不同的工艺、材料制作的芯片封装成一个系统,并可实现嵌入集成无源组件的梦幻组合;

3系统成本低、开发时间短,由于可以大量采用成熟器件,SIP无论从研发成本、生产成本方面和研发周期方面均低于SOC

4SIP可提供低功耗和低噪音的系统级连接,在较高的频率下工作可获得几乎与系统级芯片(SOC)相等的总线宽度;

5电性能好,SIP技术可以使多个封装合为一体,这样在减少了总的焊点数的同时显著减小了封装体积、重量,缩短了组件的连接路线,提高了电性能;

 

由于SIP是一庞大的系统工程,从而也涉及到多种材料例如半导体材料、陶瓷材料、金属材料、金属基复合材料、多种芯片(逻辑芯片、数字芯片、模拟芯片、功率芯片)、多种互连(高密度多层互连、芯片与芯片互连、倒装焊、线键合)、多种封装(BGACSP、无源集成)、多种组装(封装堆叠、芯片堆叠、高精度组装)和多种测试(裸片测试、封装测试、系统测试)等。

 

其中,也是陶瓷基板材料是SIP的基础材料之一,对电路起到支撑和绝缘的作用,中大部分灰色部分均由陶瓷材料组成的。