基板材料的案例
陶瓷電路基板材料的性能研究
隨著科技的發(fā)展，印刷電路板已成為不可或缺的電子部件，目前印刷電路板已改稱為電子基板。傳統(tǒng)無機(jī)基板以Al2O3、SiC、BeO 和AlN等為基材，這些材料在熱導(dǎo)率、抗彎強度以及熱膨脹系數(shù)方面有良好的性能，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于MCM電路基板行業(yè)。這次研究的電路基板材料是以微米Al2O3 和CaZrO3 為主要原料，采用硅碳棒電阻爐燒結(jié)制備而成，進(jìn)而探究其相對密度、介電常數(shù)以及介電損耗性能。
相對密度分析
上圖是添加不同量微米Al2O3 和納米CaZrO3粉后對氧化鋁陶瓷集成電路基板材料相對密度的影響。由圖可知隨著溫度的升高，其基板材料的相對密度隨著升高，溫度達(dá)到1100 ℃達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 的添加量為60 wt%，納米ZrO2 的添加量為10 wt% 時，氧化鋁陶瓷集成電路基板材料的相對密度相對其它配方最大，此時樣品較致密，有利于氧化鋁陶瓷集成電路基板材料力學(xué)性能的提高
介電常數(shù)分析
上圖是基板材料的介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度變化曲線。可看出隨著溫度升高，其介電常數(shù)隨之升高。當(dāng)溫度達(dá)到1100 ℃時，介電常數(shù)達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 添加量從50 wt% 變化至65 wt%，納米CaZrO3 添加量從20 wt% 變化至5 wt% 時，氧化鋁集成電路基板材料的介電常數(shù)呈先增加后減少的趨勢。當(dāng)微米Al2O3 含量為60 wt%，納米CaZrO3 含量為10 wt% 的時候，所制備的樣品性能最佳。這是因為影響介電常數(shù)的因素是多方面的，只要涉及配方組成中化學(xué)組成，當(dāng)堿金屬離子氧化物的含量越多，其介電常數(shù)越大。另外，溫度升高過程中各離子和偶極子的熱運動會隨著加強，最終導(dǎo)致介電常數(shù)增加。
展開 聚焦 | 封裝基板材料
上游材料核心是基板
封裝基板是 IC 封裝最大的成本，占比超過 30%。IC 封裝成本包括封裝基板、包裝材料、設(shè)備貶值和測試等，其中 IC 載板成本占比超過 30%，是集成電路封裝的成本大頭，在集成電路封裝中占據(jù)重要的地位。對于 IC 載板來說，其基板材料包括銅箔、基板、干膜（固態(tài)光阻劑）、濕膜（液態(tài)光阻劑）及金屬材料（銅球、鎳珠及金鹽），其中基板占比要超過 30%，是 IC 載板最大的成本端。
1）主要原材料之一：銅箔
與 PCB 類似，IC 載板所需銅箔也為電解銅箔，且需是超薄均勻性銅箔，厚度最低可達(dá) 1.5μm，一般為 2-18μm，而傳統(tǒng) PCB 所用銅箔厚度為 18、35μm左右。超薄銅箔的價格要高于普通電解銅箔，在加工難度上也要更大一些。
2）主要原材料之二：基板板材
載板的基板類似于 PCB 的覆銅板，主要分為硬質(zhì)基板、柔性薄膜基板和共燒陶瓷基板三大種類，其中硬質(zhì)基板和柔性基板具備更大的發(fā)展空間，而共燒陶瓷基板發(fā)展趨于減緩。
展開 2021年日本封裝基板行業(yè)現(xiàn)狀：材料與設(shè)備企業(yè)競相投資
目前該公司已經(jīng)研發(fā)出一種氮化硅基板（導(dǎo)熱性可以達(dá)到130W/mK），并開始投入量產(chǎn)。它可以確保氮化硅基板保持相同水平導(dǎo)熱性進(jìn)行量產(chǎn)，這屬于世界首創(chuàng)。該公司的氮化硅原料由其宇部興產(chǎn)集團(tuán)統(tǒng)一從外面采購，之后從原料的混合加工，到各種燒結(jié)工藝，該公司都擁有一系列完備的量產(chǎn)生產(chǎn)線。而氮化硅基板的生產(chǎn)，則由其鳥取縣內(nèi)的集團(tuán)企業(yè)負(fù)責(zé)。
其他還有一些公司也相繼進(jìn)入到這個市場。比如日揮控股集團(tuán)旗下的JAPAN FINE CERAMICS株式會社，它以其獨特的生產(chǎn)工藝進(jìn)入氮化硅基板市場。該公司辦事處位于宮城縣富谷市，內(nèi)部設(shè)有專門量產(chǎn)氮化硅基板的新工廠，該工廠計劃2020年秋季試生產(chǎn)，從2021年開始全面量產(chǎn)。
日系基板材料及設(shè)備行業(yè)，在國內(nèi)外競相增產(chǎn)投資
在日本，適用于5G通信的低傳輸損耗基板材料以及高性能封裝基板材料需求旺盛，導(dǎo)致封裝基板和氮化硅基板的需求急劇增加，為了滿足不斷增長的市場需求，日本印刷線路板材料和設(shè)備制造商投資意向強烈。在中國，中國臺灣和韓國的基板制造商，也在積極投資相關(guān)部件和設(shè)備行業(yè)，紛紛以中國大陸和東南亞為基地，建設(shè)新的高密度基板（包括FPC）工廠。
因為從中長期來看，這種旺盛的需求還將持續(xù)，所以IBIDEN和臺灣欣興電子公司(Unimicron Technology Corporation) 馬不停蹄地到處投資各種高端封裝基板項目。材料制造商相繼表示要加大面向高性能基板FC-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）和FC-CSP（Flip Chip CSP）的增產(chǎn)投資。當(dāng)然在該業(yè)務(wù)領(lǐng)域，日本的材料和設(shè)備制造商仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，并也在積極計劃增產(chǎn)投資。
展開 淺析封裝基板的設(shè)計開發(fā)
5、有機(jī)封裝基板材料的分類
有機(jī)封裝基板材料，主要擔(dān)負(fù)著導(dǎo)電、絕緣、支撐、信號傳輸?shù)确矫娴墓δ堋７庋b及其基板（PCB）的性能、可靠性、制造中的加工性、制造成本、制造水平以及新技術(shù)在封裝中的實現(xiàn)等，在很大程度上取決于基板材料（CCL）。
在全球整個印制電路板用基板材料中，使用量最大、最重要的品種當(dāng)屬覆銅板。制造覆銅板所用的半固化片、半固化膠膜、RCC 都是制造一般多層板不可缺少的基板材料。PCB 用基板材料已發(fā)展到上百個品種，他已成為電子元器件中不可缺少的重要基礎(chǔ)材料。在推動電子封裝技術(shù)、印制電路板技術(shù)不斷向前發(fā)展起著重要的作用。
近年有機(jī)封裝基板技術(shù)和應(yīng)用的迅速發(fā)展，封裝基板材料，無論在市場規(guī)模上還是技術(shù)水平上，在整個 PCB 材料中，占有越來越突出的地位。他成為顯示一個國家或地區(qū) PCB 材料和技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。
封裝基板材料，按物態(tài)一般可劃分為剛性和撓性兩大類。剛性基材又分為纖維增強的基板材料，如改性 FR-4、高 T g 、低α、復(fù)合基板、有機(jī)纖維增強基板材料等；積層多層板用基板材料，如感光性絕緣材料（液狀、干膜）、熱固性絕緣材料（液狀、干膜）、RCC；復(fù)合化多層有機(jī)板用基材，如金屬基、金屬芯、陶瓷填充等。撓性基材主要作為帶載型封裝（TAB）用有機(jī)基板材料，它主要有薄膜類及環(huán)氧樹脂/玻璃布卷狀薄型材料。
目前廣泛采用的剛性有機(jī)封裝基板材料主要有三大類，即 E-玻璃布/環(huán)氧樹脂基材（FR-4基材）；纖維（有機(jī)或無機(jī)）/高性能樹脂的基板材料；積層多層板用基板材料。
六、有機(jī)封裝基板的開發(fā)
封裝基板的設(shè)計原則是，選擇滿足有機(jī)封裝基板要求的原、輔材料、相關(guān)助劑；開發(fā)合理的體系配方；設(shè)計實用合理的工藝路線；解決好不同工序中的各種界面等問題。
展開 
PCB｜LG伊諾特首次公開FC-BGA基板！明年正式量產(chǎn)
此外，LG伊諾特的FC-BGA基板可根據(jù)不同用途，如無芯（Coreless，去除半導(dǎo)體基板的芯層)、薄芯、厚芯襯底等，根據(jù)客戶需要的厚度進(jìn)行多種制作。實現(xiàn)業(yè)界首次將應(yīng)用于射頻系統(tǒng)級封裝 (RF-SiP)基板上的無芯技術(shù)應(yīng)用于FC-BGA基板。
在封裝基板展區(qū)，LG伊諾特將展示用于最新移動的無線通信前端模組、應(yīng)用處理器、存儲器等使用的半導(dǎo)體基板。包括占據(jù)全球市場占有率第一的RF-SiP用基板，以及用于FCCSP的基板，和用于CSP的基板。
用于通信半導(dǎo)體的RF-SiP用基板采用細(xì)微電路、無芯等超精密、高聚變技術(shù)和新材料，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，大大降低了厚度和信號損耗量。使用該產(chǎn)品，不僅可以更高效地設(shè)計智能手機(jī)內(nèi)部空間，還能最大限度地提高5G通信信號的傳播效率。
半導(dǎo)體磁帶基擺展區(qū)，LG伊諾特將展出包括一直位居全球市場占有率第一的COF，以及2Metal COF、COB（Chip on Board）等。COP和2 Metal Cop用于連接智能手機(jī)、電視等顯示面板和主機(jī)板，COB用于xinyongka、huzhao等。
其中，COP采用了LG伊諾特獨一無二的超精細(xì)工藝方法。該產(chǎn)品適用于高分辨率和窄邊框顯示屏，不僅在LCD上，在OLED上的需求也在快速增長。
基板材料事業(yè)部負(fù)責(zé)人孫吉童專務(wù)表示：“LG伊諾特依托全球市場領(lǐng)先力量，將以移動、顯示為中心，快速拓展包括PC/服務(wù)器、通信/網(wǎng)絡(luò)、元宇宙、汽車等基板材料業(yè)務(wù)領(lǐng)域，不斷推出滿足客戶體驗創(chuàng)新的基板材料新產(chǎn)品。”
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展開 電子封裝用陶瓷基板材料及其制備工藝
DPC基板制備工藝流程
DPC技術(shù)具有如下優(yōu)點：低溫工藝（300℃以下），完全避免了高溫對材料或線路結(jié)構(gòu)的不利影響，也降低了制造工藝成本；采用薄膜與光刻顯影技術(shù)，使基板上的金屬線路更加精細(xì)，因此DPC基板非常適合對準(zhǔn)精度要求較高的電子器件封裝。但DPC基板也存在一些不足：電鍍沉積銅層厚度有，且電鍍廢液污染大；金屬層與陶瓷間的結(jié)合強度較低，產(chǎn)品應(yīng)用時可靠性較低。
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車規(guī)級功率半導(dǎo)體模塊散熱基板行業(yè)基本情況及發(fā)展趨勢
針式散熱基板與平底散熱基板對比如下所示：
（2）產(chǎn)品發(fā)展歷程
英飛凌作為全球車規(guī)級功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，其對配套的散熱基板要求較高，產(chǎn)品除需在熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、硬度等性能指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)異，還需要兼具性價比和經(jīng)濟(jì)性。英飛凌采用的針式散熱基板產(chǎn)品演化歷程，較為全面地反映了該產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展路徑。
以英飛凌代表性的 HybridPACK?系列功率模塊為例，從基板材料和生產(chǎn)工藝角度，其配套的針式散熱基板已經(jīng)經(jīng)歷了四次演變，具體過程如下：
如上表，從基板材料看，散熱基板經(jīng)歷了從鋁碳化硅到銅粉、銅塊的演進(jìn)；從生產(chǎn)工藝看，散熱基板經(jīng)歷了從粉末冶金到熱精密鍛造，再到冷精密鍛造的演進(jìn)。隨著產(chǎn)品階段的演進(jìn)，散熱基板性能逐漸優(yōu)化，產(chǎn)品性價比逐步提高。
1）基板材料
散熱基板作為整個功率模塊的力學(xué)支撐與重要的散熱通道，對其綜合性能有較高要求，需要具備高熱導(dǎo)率、與芯片及覆銅陶瓷基板相近的熱膨脹系數(shù)和一定的硬度，同時還要兼具性價比。目前車規(guī)級功率模塊散熱基板材料主要包括銅、鋁碳化硅和鋁等，各材料主要情況如下：
熱導(dǎo)率與熱膨脹系數(shù)是散熱基板最重要的兩項性能指標(biāo)。熱導(dǎo)率越高，材料導(dǎo)熱性能越好。此外，由于功率模塊由不同材料封裝而成，芯片、覆銅陶瓷基板、散熱基板等具有不同的熱膨脹系數(shù)，高溫條件下具有不同熱膨脹系數(shù)的材料會在結(jié)合界面產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力超過材料的極限閾值，將會導(dǎo)致材料結(jié)合界面斷裂或損傷，因此散熱基板需要具有與芯片、覆銅陶瓷基板相接近的熱膨脹系數(shù)，以提高模塊熱循環(huán)可靠性。
展開 功率模塊封裝用高熱導(dǎo)率Si3N4陶瓷的研究進(jìn)展
高功率密度對功率模塊封裝和封裝材料提出了更高的要求，特別是脆性的陶瓷基板材料。功率模塊的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，陶瓷基板位于裝配有半導(dǎo)體芯片的電路和散熱器(金屬)之間，起著絕緣、散熱和支持保護(hù)的作用。
圖1.功率模塊和金屬化陶瓷基板示意圖。
Al2O3、 AlN 和Si3N4 是三種常用的陶瓷基板材料，表1總結(jié)了三種材料的性能。Al2O3 陶瓷價格便宜，工藝最成熟，但熱導(dǎo)率低和力學(xué)性能差使其無法滿足新一代功率模塊的要求。
表1.Al2O3、 AlN 和 Si3N4 三種陶瓷基板材料的性能。
AlN陶瓷的熱導(dǎo)率高(＞200 W·m-1K-1)，但力學(xué)性能較差，難以承受功率模塊運行過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力， 僅 7 次-40~250 ℃熱循環(huán)測試后陶瓷與覆銅金屬的界面處就產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致銅片脫落(圖 2)，嚴(yán)重影響功率模塊的可靠性。
圖2.(a)Si3N4覆銅基板 1000 次-40~250 ℃熱循環(huán)后的外觀，(b)AlN 覆銅基板 7 次-40~250 ℃熱循環(huán)后的外觀，(c)Cu 板分層脫落的側(cè)視圖((b)中白色圓圈內(nèi)。
與之形成鮮明對比的是，兼具優(yōu)異力學(xué)性能和高熱導(dǎo)率的 Si3N4 陶瓷，經(jīng)歷 1000 次熱循環(huán)測試后，仍與銅片結(jié)合良好。因此，Si3N4 陶瓷成為最具潛力的功率模塊封裝用陶瓷基板材料而備受關(guān)注。Si3N4 陶瓷是結(jié)構(gòu)陶瓷的典型代表， 但直到 1995年 Haggerty 和 Lightfoot 預(yù)測Si3N4 在室溫下的本征熱導(dǎo)率可達(dá) 200~320 W·m-1K-1，高熱導(dǎo)Si3N4 陶瓷的研究才得到快速發(fā)展。
展開 陶瓷基板助力高功率器件散熱消暑
此外，目前國內(nèi)的陶瓷基板技術(shù)整體落后，標(biāo)準(zhǔn)缺失，未來迫切需要加強核心技術(shù)與材料的研發(fā)力度，滿足飛速發(fā)展的市場需求。隨著國家政策大力支持，科技型產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量推進(jìn)，陶瓷基板行業(yè)未來發(fā)展態(tài)勢也會持續(xù)上升，相信在未來我國在陶瓷基板行業(yè)會在全球站穩(wěn)自己的腳跟，具有自己的一席之地。
參考資料
[1]舉國體制攻堅克難，國產(chǎn)陶瓷基板砥礪前行（2023）。
[2]AIN應(yīng)用性能出眾，國產(chǎn)替代機(jī)遇顯著（2023）。
[3]材料導(dǎo)報，《高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板研究現(xiàn)狀》（2020）。
[4]電子原件與材料，《功率電子封裝用陶瓷基板技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展》（2016）。
[5]佛山陶瓷，《陶瓷材料流延成型工藝的研究進(jìn)展》（2023）。
[6]材料導(dǎo)報，《AlN陶瓷基板材料熱導(dǎo)率與燒結(jié)助劑的研究進(jìn)展》（2009）。
[7]kpmtsd，百度文庫（2022）。
隨著半導(dǎo)體封裝、LED封裝、IGBT模塊等功率器件向高功率、小型化、集成化的方向快速發(fā)展，對基板材料的導(dǎo)熱性能提出了更高的要求。氧化鋁（Al2O3）、氮化鋁（AlN）、氮化硅（Si3N4）等陶瓷基板具有高導(dǎo)熱、強度高、絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，已經(jīng)成為解決功率器件散熱的核心材料，如何攻克高端陶瓷原料開發(fā)及基板金屬化工藝成為行業(yè)發(fā)展的重點。
展開 SIP封裝工藝流程
4.2.3倒裝鍵合、下填充
在整個芯片鍵合表面按柵陣形狀布置好焊料凸點后，芯片以倒扣方式安裝在封裝基板上，通過凸點與基板上的焊盤實現(xiàn)電氣連接，取代了WB和TAB 在周邊布置端子的連接方式。倒裝鍵合完畢后，在芯片與基板間用環(huán)氧樹脂進(jìn)行填充，可以減少施加在凸點上的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，比不進(jìn)行填充的可靠性提高了1到2個數(shù)量級。
五、封裝的基板
封裝基板是封裝的重要組成部分，在封裝中實現(xiàn)搭載器件和電氣連同的作用，隨著封裝技術(shù)的發(fā)展，封裝基板的設(shè)計、制造技術(shù)有了長足的進(jìn)步。2001年國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展預(yù)測機(jī)構(gòu)（ITRS）設(shè)定半導(dǎo)體芯片尺寸為310mm2，但隨著元件IO數(shù)目的不斷增加，就必須增加基板上的端子數(shù)量，對封裝基板有了更精細(xì)化的要求，從而對封裝基板的加工和設(shè)計有了更嚴(yán)格要求。
5.1封裝幾班的分類
封裝基板的分類有很多種，目前業(yè)界比較認(rèn)可的是從增強材料和結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行分類。
從結(jié)構(gòu)方面來說，基板材料可分為兩大類：剛性基板材料和柔性基板材料。剛性基板材料使用較為廣泛，一般的剛性基板材料主要為覆銅板。
展開 簡要的了解下HTCC
但是，氧化鋁多層陶瓷基板有下列缺點:
( 1)介電常數(shù)高， 影響信號傳輸速度的提高；
(2)導(dǎo)體電阻率高， 信號傳輸損耗較大；
(3)熱膨脹系數(shù)與硅相差較大，從而限制了它在巨型計算機(jī)上的應(yīng)用。
莫來石
莫來石的介電常數(shù)為 7.3- 7.5， 而氧化鋁( 96%) 的介電常數(shù)為 9.4， 高于莫來石， 所以莫來石的信號傳輸延遲時間可比氧化鋁小17%左右,并且，莫來石的熱膨脹系數(shù)與硅很接近，所以這種基板材料得到了快速發(fā)展。
例如日立、Shinko 等公司均開發(fā)了莫來石多層陶瓷基板，并且其產(chǎn)品具有良好的性能指標(biāo)。不過此基板的布線導(dǎo)體只能采用鎢、鎳、鉬等， 電阻率較大而且熱導(dǎo)率低于氧化鋁基板。
氮化鋁
對于氮化鋁基板來說，由于氮化鋁熱導(dǎo)率高，熱膨脹系數(shù)與Si、SiC和GaAs等半導(dǎo)體材料相匹配，其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均優(yōu)于氧化鋁，并且 AlN 是較硬的陶瓷，在嚴(yán)酷的環(huán)境條件下仍能很好地工作。
比如在高溫時 AlN 陶瓷依然具有極好的穩(wěn)定性，因此，氮化鋁用作多層基板材料，在國內(nèi)外都得到了廣泛研究并已經(jīng)取得令人矚目的進(jìn)展。
展開 
使用界面配置光柵結(jié)構(gòu)
?如果使用單個界面來描述光柵結(jié)構(gòu)，則會自動選擇材料：
- 脊的材料：基板的材料
- 凹槽材料：光柵前面的材料
鋸齒光柵界面參數(shù)
?鋸齒光柵界面也由以下參數(shù)定義：
- 光柵周期
- 調(diào)制深度
?此外，閃耀的方向可以是通過設(shè)定傾斜度進(jìn)行調(diào)整。
?可以選擇設(shè)置橫向移位和旋轉(zhuǎn)。
?由于這是光柵界面（類似矩形和正弦型），因此不必選擇周期。
高級選項和信息
?同樣，可以在高級設(shè)置中調(diào)整和研究分解結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。
探測器位置的注釋
關(guān)于探測器位置的注釋
?在VirtualLab中，探測器默認(rèn)位于基板后面的空氣中。
?如果光柵包含在復(fù)雜的光學(xué)裝置中，則必須這樣做。
?但是，完美的平面和平行基板可能會產(chǎn)生一些干涉效應(yīng)，而實際情況并非如此。
?因此，為了計算光柵效率，應(yīng)將探測器設(shè)置在基板材料內(nèi)（同樣適用于大多數(shù)光柵評估軟件）。
?可以避免這些干涉效應(yīng)的不良影響。
文件信息
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-Configuration of Grating Structures by Using Special Media
-Blazed Grating Analysis by Fourier Modal Method
-Ultrasparse Dielectric Nanowire Grid Polarizers
展開 基于cst的ku波段陣列天線設(shè)計
關(guān)鍵字：微帶天線，陣列，低副瓣，相控陣 HFSS CST
天線設(shè)計
天線串饋模型如圖所示：
圖1 天線模型示意圖
首先選擇合適的基板材料，選擇介質(zhì)基板材料是通常從以下幾個方面考慮：
1.選擇合適的相對介電常數(shù)。
微帶天線的尺寸受介電常數(shù)影響很大，相對介電常數(shù)越大，微帶天線的尺寸就越小，且天線的帶寬也會降低，對制造公差要求較高。
2.選擇合適介質(zhì)損耗角正切。
損耗角正切的值與天線的效率密切相關(guān)，損耗角正切的不斷增 加，其饋電損耗也逐漸變大。
3.介質(zhì)基板厚度
基板厚度對天線的帶寬、增益以及效率等方面的影響較大，適當(dāng)增加介質(zhì)板的厚度，帶寬會變寬，效率會提高，但是如果介質(zhì)板厚度太大，會激起表面波，使得天線間的耦合度增加，效率也會下降；減小介質(zhì)板厚度可以使天線的增益變大，但是天線的帶寬會變窄。經(jīng)過綜合考慮，本次設(shè)計采用羅杰斯Ro5880板材，相對介電常數(shù)為2.2，損耗正切值約為0.002
下一步就是設(shè)計貼片部分，首先要確定貼片的尺寸，本次設(shè)計的串聯(lián)饋電陣列，要滿足低副瓣要求，就要實現(xiàn)各個單元激勵電流的幅度控制，如圖1所示W(wǎng)p與Lp分別是貼片的寬度與長度，其中Lp決定天線的中心頻率，Wp影響阻抗，實現(xiàn)不同單元間的電流分布，就是調(diào)整Wp，最初的貼片大小可以根據(jù)微帶天線的經(jīng)典理論計算得到，然后微調(diào)Lp，使其工作在需要的頻帶范圍，然后根據(jù)每個單元激勵的電流幅度要求，設(shè)計每個單元的Wp值，最后將所有單元用一根微帶線串聯(lián)起來，根據(jù)駐波陣列設(shè)計原理，則每個單元間的微帶線長度應(yīng)該是二分之一波導(dǎo)波長，也就是說，每個貼片的間距Ld應(yīng)該保持在一個波導(dǎo)波長，這樣實際貼片的間距將小于1個空間波長，組合陣列不會出現(xiàn)珊瓣。
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國產(chǎn)氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊，提升新能源汽車五項重要性能
一、Si3N4-AMB工藝氮化硅陶瓷基板是SiC汽車電子功率器件模塊封裝理想之選
當(dāng)前，半導(dǎo)體電子器件行業(yè)廣泛應(yīng)用的陶瓷基板，按照基板材料劃分主要有氧化鋁陶瓷基板(Al2O3)、氮化鋁陶瓷基板(AlN)和氮化硅陶瓷基板(Si3N4)三種。
▲氧化鋁陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板三種材料性能對比
其中，氧化鋁陶瓷基板最常用，主要采用DBC工藝，氧化鋁陶瓷基板其制造工藝成熟，并且成本低廉，在中低端領(lǐng)域有較大的市場需求。但是氧化鋁陶瓷基板導(dǎo)熱性差，驟冷驟熱循環(huán)次數(shù)僅僅200余次，跟不上新能源電動汽車等等第三代大功率半導(dǎo)體的發(fā)展。
氮化鋁陶瓷基板導(dǎo)熱率較高，DBC和AMB兩種工藝都有采用，氮化鋁陶瓷基板的導(dǎo)熱性好，且與第三代大功率半導(dǎo)體材料有很好的匹配性，但是氮化鋁陶瓷基板機(jī)械性能和抗熱震性能差，影響半導(dǎo)體器件可靠性，且使用成本較高。
氮化硅陶瓷基板綜合性能優(yōu)異可靠，主要采用活性金屬釬焊覆銅AMB工藝，氮化硅陶瓷基板在導(dǎo)熱性、高機(jī)械強度、低膨脹系數(shù)、抗氧化性能、熱腐蝕性能、摩擦系數(shù)等方面具有優(yōu)異的性能。它的理論熱導(dǎo)率高達(dá)400W/（m.k），熱膨脹系數(shù)約為3.0x10-6℃，與Si、SiC、GaAs等材料具有良好的匹配性，使氮化硅陶瓷基板成為非常有吸引力的高強度、高導(dǎo)熱性能，完全滿足高溫、大功率、高散熱、高可靠性的第三代大功率半導(dǎo)體電子器件基板材料封裝要求。
展開 一文看陶瓷基板的現(xiàn)狀與發(fā)展分析【干貨分享】
陶瓷基板材料以其優(yōu)良的導(dǎo)熱性和氣密性，廣泛應(yīng)用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領(lǐng)域。本文簡要介紹了目前陶瓷基板的現(xiàn)狀與以后的發(fā)展。
01
塑料和陶瓷材料的比較
塑料尤其是環(huán)氧樹脂由于比較好的經(jīng)濟(jì)性，至目前為止依然占據(jù)整個電子市場的統(tǒng)治地位，但是許多特殊領(lǐng)域比如高溫、線膨脹系數(shù)不匹配、氣密性、穩(wěn)定性、機(jī)械性能等方面顯然不適合，即使在環(huán)氧樹脂中添加大量的有機(jī)溴化物也無濟(jì)于事。
相對于塑料材料，陶瓷材料也在電子工業(yè)扮演者重要的角色，其電阻高，高頻特性突出，且具有熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性佳、熱穩(wěn)定性和熔點高等優(yōu)點。在電子線路的設(shè)計和制造非常需要這些的性能，因此陶瓷被廣泛用于不同厚膜、薄膜或和電路的基板材料，還可以用作絕緣體，在熱性能要求苛刻的電路中做導(dǎo)熱通路以及用來制造各種電子元件。
02
各種陶瓷材料的比較
1Al2O3
到目前為止，氧化鋁基板是電子工業(yè)中最常用的基板材料，因為在機(jī)械、熱、電性能上相對于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強度及化學(xué)穩(wěn)定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。
2BeO
具有比金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場合，但溫度超過300℃后迅速降低，最重要的是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。
3AlN
AlN有兩個非常重要的性能值得注意：一個是高的熱導(dǎo)率，一個是與Si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點是即使在表面有非常薄的氧化層也會對熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響，只有對材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的AlN基板。目前大規(guī)模的AlN生產(chǎn)技術(shù)國內(nèi)還是不成熟，相對于Al2O3，AlN價格相對偏高許多，這個也是制約其發(fā)展的瓶頸。
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