市场亮点与行业背景
- 陶瓷基板市场高速增长,国产化刚起步,国内厂商未来有望成为行业主流。
- AI、光电集成、功率器件、先进封装等需求推动陶瓷基板需求高速增长。
- 国内市场主流陶瓷基板厂商为国内供应商,产业链主要在中国,下游国产化率高。
- 陶瓷基板为定制化产品,国内厂商服务响应更快、服务更好。
- 中国厂商在陶瓷基板技术上突破,开启国产化进程,提供真空薄膜设备、工艺技术、钎焊和玻璃封技术。
行业背景:功率半导体与大功率芯片封装
- 功率半导体主要指第二代、第三代半导体材料(如SiC、GaN等)。
- 热是影响大功率半导体器件可靠性的关键因素,封装基板作为散热通道至关重要。
- 功率半导体采用高端封装成为市场主流,金属陶瓷封装技术优势明显。
陶瓷基板类型与应用
- TFC陶瓷基板:主要服务第二、三代半导体芯片金属陶瓷封装,采用PVD技术,优势在于可焊性和打线强度高。
- DPC陶瓷基板:主要用于大功率LED、半导体激光器等,采用PVD金属化+电镀技术,图形精度高,抗应力强。
- AMB陶瓷基板:用于SiC、IGBT模块,生产工艺复杂,国内需求增长,主要从日本、美国、德国进口,国内富乐华实现批量供货。
- 不同基板材料(氮化铝、金刚石、碳化硅、氮化硅等)对应不同市场方向(光通讯、智能传感器、大功率半导体器件、微波射频)。
产品与技术
- 光通讯光模块基板:采用TFC金属化(TiPt、Au离子束蒸镀等)和DPC技术(TECTiCu+电镀铜+电镀镍金)。
- 半导体激光器基板:采用TFC和DPC技术,结合热沉和金属化工艺。
- 无源器件薄膜电阻电容:氮化钽面电阻、高相对介电常数陶瓷电容等。
技术难点与重要性能参数
- 金属化:金属和基板的附着力、应力控制。
- 金锡预置:推力测试、残留量、共晶温度和时间。
- 过孔及填孔:深宽比大于1:10的孔激光打孔难度大,填孔质量影响射频信号传输。
- 电阻:电阻值控制,热膨胀系数匹配。
- 电容:高频性能。
- 重要性能参数:附着力、导电性、热导率、膨胀系数、可焊性。
技术发展趋势
- 大功率、高频高速、小型化、轻量化、高可靠性。
- 高导热材料(如氮化铝)用于电路封装和基板散热。
- 陶瓷基板金锡预置趋向小型化,导热性能提高。
- 先进封装推动金锡预置、过孔成为标配,三维陶瓷基板用量增加。
技术难点:陶瓷金属化技术
- 陶瓷表面金属化:采用高真空离子束辅助蒸镀和磁控溅射技术。
- 附着力与应力控制:材料与镀膜设备背景至关重要。
- 金锡焊料热沉:稳定金锡质量比,实现高质量薄膜焊料。
- 薄膜电阻、电容:降低热影响。
- 陶瓷板打孔封接技术:技术和材料选择。
- 提高填孔质量。