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一、多層陶瓷基板介紹
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1. 什么是陶瓷?什么是精密陶瓷?
簡單地說,“燒制黏土的產品”(陶瓷工業產品)都可以叫做“陶瓷(Ceramics)”,也有將玻璃和水泥放在爐中燒制的陶瓷產品。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
在JIS R 1600(日本工業標準)中對精密陶瓷有如下定義:“為充分發揮產品所需的功能,嚴格控制產品的化學成分、顯微組織、形狀及制造工藝,將其生產出來”,這一類的陶瓷產品主要由非金屬的無機物質構成。
2. 什么是基板?什么是陶瓷基板?
基板,簡單的來說就是在物理上保護芯片的同時,實現芯片與外界的電路連接。陶瓷基板是使用陶瓷材料制成的基板。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
3. 京瓷多層陶瓷基板的特點
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
(1)優秀的材料特性
-高剛性材料,封裝后低變形
(2)機械特性
-高強度、高剛性(高楊氏模量)
-熱膨脹系數接近硅
(3)?熱特性
-高熱導率 ??
(4)電特性
-低tanδ
(5)設計靈活度
-多層結構
-帶腔體結構
-埋孔結構
(6)小型化/扁平化設計
-京瓷擁有精密、細致的設計規則
(7)對應各種封裝形式
- 1次封裝 :?
W/B 、Flip chip
- 2次封裝 :
?LCC、SMD、QFP、PGA、DIP
4. 京瓷多層陶瓷基板制造工藝
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
(1)Tape Casting(生瓷制造)
將陶瓷原料粉末加工成粘土狀的生瓷膜帶。
(2)Cutting(切割)
將生瓷膜帶切割成方便加工的形狀。
(3)Punching(打孔)
在生瓷膜帶上進行打孔,包括腔體以及通孔。
(4)Via Hole Filling(埋孔)
將導體漿料埋入通孔。
(5)Screen Printing(絲網印刷)
通過絲網印刷形成內部走線。
(6)Lamination(疊層)
將各個層的膜帶按照產品需求進行疊加。
(7)Shaping(切割)
切割成合適的大小。
(8)Cofiring(燒結)
將生瓷膜帶燒結成熟瓷。
(9)Nickel Plating(鍍鎳)
鍍鎳,為后面的釬焊做準備。
(10)Brazing(釬焊)
焊接PIN針。
(11)Ni/Au Plating(鍍鎳、鍍金)
鍍鎳、鍍金,防止導體氧化。
二、陶瓷基板與其它材料相比有何優勢
1. 與金屬材料比較
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
①小型、低背化
②對應自動化,量產級別回流焊
③耐腐蝕性,在蒸汽、高濕度等嚴苛環境下有利
2. 與有機材料比較
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用①高導熱性材料
②難燃性材料(不會燃燒)
③不吸水材料
④熱膨脹系數與芯片材料Si接近
⑤高強度材料,可以實現薄型化
⑥易于封裝
⑦腔體呈臺階狀,易于打線
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三、多層陶瓷基板在車載領域的應用
在車載領域,多層陶瓷基板可用于中控系統、照明系統、安全系統及其他傳感器。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
1. 車載市場對基板的要求
隨著汽車自動化駕駛技術的發展,追求車輛安全、便捷的同時對基板也提出了更高的“要求”。基板要具有高耐熱、高導熱、高剛性等特性,保障汽車在高溫、高震動、含腐蝕性的環境下仍然可以保證信號的高效、靈敏、準確。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
(1)高耐熱
陶瓷本身燒結時的溫度高達約2000℃,因此是良好的耐熱材料。
(2)高導熱
京瓷多層陶瓷基板具有良好的散熱性。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
散熱性比較
(3)高剛性
京瓷多層陶瓷基板擁有高楊氏彈性率,隨溫度的變化形變低。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
(4)高楊氏彈性率
(5)小型化,高度集成
京瓷多層陶瓷基板是采用高強度材料,封裝后低變形,通過腔體構造以及內部走線來實現小型化、薄型化;通過表面的精密圖形以及內部的多層布線來實現高度集成。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
小型化和薄型化
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
高度集成
(6)高可靠性
京瓷多層陶瓷基板氣密封裝,可以對應平行封焊、熔封等相對高溫的封裝,實現氣密,在各種嚴苛環境下工作。
2. 車載雷達LiDAR解決方案
隨著自動駕駛技術的不斷推進,激光雷達被認為是實現高級別自動駕駛不可或缺的關鍵技術,京瓷多層陶瓷基板的高耐熱、高導熱、高剛性、高可靠性等優勢為激光雷達提供各種解決方案。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
京瓷多層陶瓷基板不僅在車載領域發揮著重要的作用,在其它應用芯片的領域,也能發現京瓷多層陶瓷基板的“身影”。包括醫療領域、通信領域、環保領域等。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
根據不同的需求,京瓷多層陶瓷基板能夠實現各種不同的構造。
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
多層陶瓷基板及其在車載領域的應用
京瓷多層陶瓷基板可以根據不同需求進行定制
文章來源:KYOCERA京瓷中國商貿

原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):多層陶瓷基板及其在車載領域的應用

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作者 sun, keting

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