AIN陶瓷封裝材料

SIP芯片堆疊后發(fā)熱量將增加，但散熱面積相對(duì)并未增加，因而發(fā)熱密度大幅提高，而且由于熱源的相互連接，熱耦合增強(qiáng)，從而造成更為嚴(yán)重的熱問(wèn)題。同時(shí)，內(nèi)埋置基板中的無(wú)源器件也有一定的發(fā)熱問(wèn)題。因此，SIP在封裝體積縮小、組裝密度增加的同時(shí)必然帶來(lái)散熱的問(wèn)題，選擇散熱效果更好即熱導(dǎo)率更高的陶瓷材料是實(shí)現(xiàn)SIP的關(guān)鍵。

AIN陶瓷具有較高的熱導(dǎo)率，其膨脹系數(shù)與Si材料更匹配，且介電常數(shù)低，適用于高功率、多引線和大尺寸芯片，是替代AI2O3、BeO基板材料的最好材料。近年來(lái)AIN 陶瓷的研究受到世界各國(guó)的青睞，其研究與開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得令人矚目的進(jìn)展。

雖然AIN陶瓷的應(yīng)用前景十分廣闊，但作為理想的基板材料，還存在著成本高，高溫下難致密燒結(jié)，生產(chǎn)中的重復(fù)性差等問(wèn)題。因此，如果能大幅度降低優(yōu)質(zhì)粉體的合成成本，引入合適的燒結(jié)助劑，實(shí)現(xiàn)在較低溫度下致密燒結(jié)，穩(wěn)定地獲得高質(zhì)量的流延基片，并解決其金屬化的問(wèn)題，它將在SIP領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

１．２　低溫共燒陶瓷材料

低溫共燒陶瓷（LowTemperature Co-fired Ceramic，LTCC）技術(shù)是近年來(lái)興起的一種令人矚目的多學(xué)科交叉的整合組件技術(shù)，因其優(yōu)異的電子、熱機(jī)械特性已成為未來(lái)電子組件集成化、模組化的首選方式。它采用厚膜材料，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將電極材料、基板、電子器件等一次燒成，是一種實(shí)現(xiàn)SIP最有希望的電子封裝技術(shù)。

LTCC采用低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉料（800~900℃），根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)流延工藝將陶瓷漿料制成厚度精確且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝形成金屬化布線和通孔金屬化制成所需要的電路圖形，然后將電極材料（Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ和Ｃｕ）、基板、電子器件（如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉(zhuǎn)換器、耦合器等）等疊片后，在1000℃以下一次性燒成多層互連三維電路基板，在其表面可以貼裝ＩＣ和有源器件，制成無(wú)源／有源集成的功能模塊。

基于LTCC的SIP相比傳統(tǒng)的SIP具有良好的高速、微波性能和極高的集成度。與其它集成技術(shù)相比，LTCC具有以下特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)各層分別設(shè)計(jì)、一體燒結(jié)，從而提高生產(chǎn)效率和成品率，降低了成本；獨(dú)特的外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體以及導(dǎo)熱通道設(shè)計(jì)，提高了散熱效率，解決了散熱難題；既實(shí)現(xiàn)各種無(wú)源元件（電阻、電容、電感、濾波器）的集成，又可表面貼裝ＩＣ元件，提高了集成密度和功能化程度，減小了模塊體積；可將不同介電常數(shù)（高ε、低ε）的微波介質(zhì)材料集成以滿足不同工作頻率的要求，具有優(yōu)良的高頻、高Ｑ特性。特別是，由于批量生產(chǎn)設(shè)備和工藝的引入，原材料成本降低以及在中國(guó)進(jìn)行加工制造，LTCC產(chǎn)品的成本得以大幅度的降低；由于使用嵌入元件而不是線路板上的表面貼裝元件，模塊尺寸減小20%～40%，系統(tǒng)成本更低。lw