半导体封装：陶瓷基板

陶瓷基板在半导体封装中的应用经历了一个从技术萌芽、性能优化到产业化普及的过程。

早期的半导体封装主要依赖金属和有机材料基板，但随着芯片工作频率的提升、功率密度的增大以及散热与可靠性要求的提高，这些传统材料逐渐显露出热导率不足、热膨胀系数不匹配、耐高温性差等问题。

陶瓷材料因其优异的热传导性能、稳定的绝缘特性和接近硅的热膨胀系数，逐渐成为高性能封装的重要载体。

上世纪七八十年代，氧化铝（Al₂O₃）基板在功率器件和混合集成电路中率先应用，凭借成本可控和工艺成熟，在相当长的时间里占据主流。但随着器件向更高功率、更高频率发展，其相对较低的热导率逐渐成为瓶颈。

随后，氮化铝（AlN）基板因热导率显著高于氧化铝，且电绝缘性能同样优良，开始在高端功率模块、射频器件和光电子领域快速应用。

进入21世纪，碳化硅（SiC）功率器件和高频通信技术的兴起，进一步推动了低损耗、高导热、高可靠性的陶瓷基板需求，氮化硅（Si₃N₄）因兼具高强度和较高热导率，在功率模块中逐渐受到青睐，尤其是在新能源汽车和风电逆变等高可靠场景中。

当前，陶瓷基板正处于多材料并行发展的阶段。

Al₂O₃仍在中低端功率器件和消费电子中占据大份额，AlN在高端光电子、5G射频和高功率器件中已成为主力，而Si₃N₄在需要抗机械冲击和热循环稳定性的高端应用中快速增长。

与此同时，表面金属化技术（如活性金属钎焊AM、直接铜键合DCB、活性铜键合AMB等）不断升级，使陶瓷基板在导热、导电与机械结合性能上持续优化，为更高功率密度封装创造条件。

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