DPC基板廠商：利之達科技

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武漢利之達科技股份有限公司總部位于武漢東湖高新區（中國光谷），成立于2011年，是由華中科技大學等多家高校科技成果轉化成立的高新技術企業。公司專業從事電子封裝材料研發、生產與銷售，滿足功率電子器件（包括半導體照明、激光與光通信、熱電制冷器、高溫傳感器等）封裝需求。公司自成立以來，與華中科技大學共同開發了具有自主知識產權的全套DPC陶瓷基板制備技術（已申請和授權發明專利14項，實用新型專利7項），已實現大批量生產和銷售，產品已進入高德紅外、信利電子、奧新科技等60多家上市公司采購目錄。項目技術獲2016年國家技術發明二等獎，科技部中小企業創新基金、高新技術企業，科技小巨人企業，瞪羚企業、湖北省科技創新重大項目以及湖北省高價值專利金獎、湖北省專利銀獎等10多項國家和省級榮譽證書。項目一期總投資6000萬元，實現年產DPC陶瓷基板60萬片，替代進口產品，滿足國內外電子器件封裝需求。

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武漢利之達科技有限公司位于武漢東湖新技術開發區（中國光谷），工廠位于孝感市孝昌縣經濟開發區。由高校科研人員創辦的高新技術企業，瞪羚企業。公司致力于高校科研成果產業化，專業從事電子封裝材料與技術的研發、生產與銷售，為大功率LED（發光二極管）、IGBT（絕緣柵雙極二極管）、LD（激光二極管）、CPV（聚焦型光伏組件）等制造企業提供先進的封裝材料和技術解決方案。

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持續創新是公司的核心競爭力。公司自成立以來，先后承擔了多項科技部、湖北省和武漢市研發項目，開發了多種陶瓷基板制備技術，廣泛應用于大功率LED封裝、紫外LED封裝、惡劣環境環境下傳感器封裝等。申請和授權專利8項，并與華中科技大學、武漢光電國家實驗室、武漢理工大學等單位建立了良好的產學研合作關系。

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利之達科技堅持以市場為導向，以品質為生命，以創新為動力，為客戶提供高性價比和高品質的封裝材料。公司將不斷吸納行業精英人才，持續改進產品和服務，不斷創新，精益生產，使公司成為國內陶瓷基板技術領先者。

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武漢利之達榮獲湖北首屆專利獎銀獎

湖北高投匯盟?2021-05-19 09:40

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武漢利之達榮獲

湖北首屆專利銀獎?

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近日，湖北省人民政府頒發首屆湖北專利獎項，由我司團隊管理的武漢科技創業天使基金投資項目武漢利之達科技股份有限公司榜上有名，其團隊的發明專利"一種含導電銅柱的陶瓷基板制備方法"榮獲銀獎。

武漢利之達公司主要從事新型電子封裝材料研發、生產與銷售，為功率電子器件（LED、LD、TEC、IGBT、CPV 等）、高溫傳感器（汽車電子、航空航天等）等行業提供先進的產品和技術解決方案，其核心團隊在行業內擁有10年以上的材料研發經驗，通過多年的研發，已成功獲取LED封裝和陶瓷基板的多項技術突破并申請相關專利。其中，陶瓷基板制備技術于2016年獲得國家科技進步二等獎。且武漢利之達是國內極少數實現DPC陶瓷基板大規模量產的公司，已開始逐步替代進口陶瓷基板產品，解決了國內陶瓷基板完全依賴進口的痛點。

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武漢利之達公司持續的高研發費用投入，離不開資金的支持。2018年，武漢科技創業天使基金對武漢利之達公司投資后，又幫助其獲得了武漢光谷烽火集成電路創業投資基金的投資，在資金的加持下，武漢利之達公司不斷新增和優化工藝設備、加大新技術的應用與產品研發力度，擴大生產規模，預計2021年底生產規模可突破100萬片/年。

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利之達科技陶瓷電路板項目在孝昌正式落戶投產

發布時間：2019-09-26 20:03:18來源：孝昌縣門戶網

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隨著時代的不斷發展，各地的經濟也有了很大的提高，但是單靠本地已有的企業想要有一個進一步的發展，可能性是比較小的，這個時候就需要引進其他的投資項目，帶動當地的經濟發展。

9月25日，利之達科技陶瓷電路板項目正式投產。美國國家工程院院士、中國工程院外籍院士、香港科學院創院院士汪正平，國家半導體照明工程研發及產業聯盟常務副秘書長阮軍，湖北省高投集團投資部副部長鄭寒磊參加開業慶典。

在該項目投產儀式暨校企對接的活動現場，工作人員正在對產品進行相關介紹。同時，本次開業慶典儀式標志著在我縣正式落戶投產，它將進一步提高我縣機電產業規模，為高質量發展注入新動能。

據了解，湖北利之達電子科技有限公司是武漢利之達科技股份有限公司的全資子公司，專業從事電子封裝材料研發、生產與銷售，為功率半導體器件(包括發光二極管LED、激光器LD、電力電子IGBT、光伏組件CPV等)和高溫電子器件封裝，提供先進的產品和技術解決方案。公司將用5-6年時間，通過產學研合作，以自主產權的DP陶瓷基板平臺技術為核心，將公司發展成為業內知名的封裝材料供應商與技術領先者。目前該項目占地4.5畝，擁有技術團隊50余人，項目總投資3000萬元，預計年產60萬片陶瓷基板，總價值一億元。項目投產后將進一步壯大孝昌線路板行業規模，進一步延長孝昌線路板行業鏈條。

利之達科技創始人，華中科技大學機械科學與工程學院教授、博導，工藝裝備及自動化系主任，武漢光電國家研究中心研究員陳明祥說："后期我們通過提高我們的產品質量，擴大產品的規模，和大客戶不斷加強合作，通過產學研，發揮產學研技術優勢，滿足用戶和產業需求。"

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直播回顧 | 【圖文實錄】功率器件封裝用陶瓷基板研發與產業化

第三代半導體產業技術戰略聯盟?2020-07-02 20:37?

直播回顧

【嘉賓】陳明祥 華中科技大學教授、博士生導師

【主題】功率器件封裝用陶瓷基板研發與產業化

【時間】6月15日 15：00-16：00

【地點】CASA千聊平臺

▌以下為整理的分享內容（略有刪減）。

各位同仁，各位朋友，下午好，我是來自華中科技大學的陳明祥，很高興有機會將我們近年來的工作成果向大家匯報一下。我今天分享的報告名稱是"功率器件封裝用陶瓷基板技術研發與產業化"。

我的報告共分為6個部分。

首先來看看什么是電子封裝。我們的定義是從芯片到器件和系統的工藝過程都稱為電子封裝。我們經常說芯片就跟人體大腦一樣，光有大腦不能稱為一個人，光有芯片也不能成為一個器件。芯片只有經過封裝才能成為一個完整的器件，才會具有特定的功能。

對于電子封裝而言，其主要功能包括4個方面，第一是保護，要保護芯片防潮、防塵、防震，包括甚至有時還需要進行氣密封裝；第二是電互連，滿足供電、信號傳輸，甚至現在還有一些智能控制需求；第三，我們今天講的功率器件涉及到散熱，所以需要器件的封裝基板導熱、耐熱、熱匹配性能比較好，維持它正常工作所需要的壽命要求；第四，對于光電子器件還需要出光來降低光損耗，提高出光效率。所以對于電子封裝而言，它涉及到多種材料，包括高分子材料、陶瓷材料、金屬材料、陶瓷復合材料等等，在一個有限的空間里面實現特定功能，還滿足一定的可靠性和成本要求。所以相對來說還是有很多技術挑戰。因此在電子產品制造過程中，封裝占據了重要的地位和比重。

我們剛才講的封裝有4大功能，實際上這里面有很多和封裝基板有關，比如說機械支撐，芯片要放在基板上面去；第二要實現電互連，基板上面有很多電路層；第三解決散熱問題，特別對于功率器件而言。目前常用基板分為三大類，第一類就是高分子樹脂基板，第二類就是金屬基板，底下是個金屬層，上面是一個線路層，但是中間有一個絕緣層。第三類就是陶瓷基板，也就是我們今天的重點。我們都知道陶瓷本身具有良好的導熱性、耐熱性，絕緣性能比較好。更重要一點，陶瓷材料和芯片材料的熱膨脹系數是匹配的，所以這一項保證了在封裝過程中良好的可靠性。第四就是陶瓷材料化學穩定性好，包括耐酸堿、抗腐蝕等。

我們今天講的陶瓷基板也叫陶瓷電路板，實際上就是在陶瓷基片上面做金屬線路層。常用的陶瓷基片材料有氧化鋁、氮化鋁、氮化硅包括氧化鈹等等，而制備陶瓷基板或者陶瓷電路板的方法也有很多種。從圖上我們可以看出來，有絲網印刷的，這就是我們經常說的厚膜陶瓷基板，采用絲網印刷加上高溫燒結，一般用在汽車電子行業；第二DBC也叫直接鍵合陶瓷基板，就是銅箔和陶瓷基片在高溫下直接燒結，然后再通過圖形腐蝕，一般用在電力電子器件和激光器，可以耐受大電流的。第三類就叫AMB活性焊接陶瓷基板，實際上和DBC有點類似，就是說它的上面是銅層和下面陶瓷層中間采用活性焊料來實現鍵合，所以可以降低鍵合溫度。第4類涉及到這種帶腔體的這一塊的我們叫低溫共燒或者高溫共燒陶瓷基板，它采用多層絲網印刷，生胚疊加后一起進行燒結，所以它可以制備多層含腔體的結構。

從上面我們可以看出來，目前市場上有多種陶瓷基板，但都存在一些不足：第一線路精度比較差，一般說來采用絲網印刷，其線路精度一般都大于100微米，很難再實現小型化；第二，難以實現垂直互連，一般只能做單面或者是雙面，但是正反面很難實現互聯，無法制備多層陶瓷板。實際上隨著功率器件，包括我們講的激光器， LED、IGBT、高溫器件、航空航天、汽車電子領域都對陶瓷基板散熱提出了新要求。還一類就涉及到三維封裝，本身他的功率不大，但是由于從二維到三維集成后，功率密度增加，所以散熱也會面臨著一些新挑戰。實際上對我們國家而言，這些高端陶瓷基板產品，包括DBC這一塊的，包括LTCC都完全依賴進口，所以市場上也需要開發一種高精度的、垂直互連并且成本較低的真正陶瓷電路板。

我們今天要介紹DPC，就是直接電鍍陶瓷基板，可看出來其制備工藝就是陶瓷片通過激光打孔，然后通過濺射鍍膜使陶瓷表面金屬化，然后再采用半導體光刻顯影刻蝕，包括圖型電鍍技術來制備線路層。所以從圖上可以看出來，第一是在陶瓷基片來進行加工線路層，所以它具有陶瓷材料本身所具有的高導熱、耐熱、絕緣、抗腐蝕、抗輻射等基片性能。同時它采用半導體微加工技術，所以它的圖形精度會一下子降低到30~50微米左右。第二，它采用激光打孔和電鍍填孔技術，可以實現垂直互聯，滿足三維集成需求。第三個，線路層是通過圖形電鍍來生長的，所以通過工藝我們可以控制電鍍層厚度，滿足不同大電流需求，包括散熱需求。第四個，整個制備工藝前端是半導體工藝，后面是PCB線路板工藝，所以它的制備工藝流程，包括成本方面也具有優勢。

在研制過程中，我們解決了幾大關鍵技術，第一是提高金屬和陶瓷結合強度，我們都知道金屬和陶瓷的熱膨脹系數差別很大，如果金屬層很薄，這個界的應力可能還比較小，強度可能還容易滿足。但實際上我們要通過電鍍工藝，把金屬層提高到幾十微米甚至幾百微米時，界面應力會非常大，所以只有保證界面有足夠高的結合強度，才能夠防止它后期應用或者是制備過程中的鼓泡脫層。

第二是涉及到陶瓷激光打孔和電鍍填孔，第一方面我們在一塊基板上要打幾百上千個孔，所以第一激光打孔效率要高，然后孔要比較直；第二要通過電鍍填孔，滿足這個孔內電鍍填充密實，不能有任何缺陷，而實際上目前采用的包括直流電鍍、脈沖電鍍都存在一些不足，所以我們開發一種新型直流電鍍技術，來解決快速無缺陷填孔。

第三個，剛才我們講的都是平面陶瓷基板，而實際上現在隨著一些氣密封裝要求，就必須開發三維陶瓷基板。目前市場上最常見三維基板就是我們剛才講的這種LTCC/HTCC。剛才也談了，它的線路精度比較差。所以我們基于前面的平面陶瓷基板，在此基礎上開發了新型三維陶瓷基板技術。主要有兩條技術路線，第一采用電鍍進行生長，就是說我們通過圖形電鍍把圍壩層厚度增加到500或者800微米以上，同時它具有平面陶瓷基板的高熱導率、高圖形精度等優勢。但是由于圍壩是通過電鍍生長的，所以上述制備效率比較低。另外這個圍壩因為具有一定厚度，呈三明治結構，應力不匹配容易產生翹曲。針對上述不足，我們開發了免燒陶瓷圍壩制備技術，就是通過無機漿料固化成型作為圍壩，所以其材料和工藝成本會比較低，同時因為是無機材料，圍壩與下部基板材料的熱膨脹系數是匹配的。

這是我們開發的DPC陶瓷基板的一些主要性能，包括不同的陶瓷基板，氧化鋁氮化鋁，不同基片厚度，不同金屬層厚度以及通孔直徑60~125微米，包括結合強度，可以做單面的、雙面的、三維的，包括甚至多層以及不同使用溫度要求，根據客戶的需求。

我們整個技術通過了大概8年研發和產學研合作，完成了整個DPC陶瓷基板技術研發和中試，申請了20多項專利，并榮獲2016年國家技術發明二等獎。2018年5月份通過學校審批，我們實現了專利轉讓，并實現了產業化，并且在10月份獲得了風險投資，在2019年9月份正式實現量產。

談到DPC陶瓷基板應用，第一個首先涉及到這種半導體照明，實際上DPC技術是隨著半導體照明技術的發展而發展起來的，最早是在臺灣，所以目前市場應用方面，白光照明仍然是DPC陶瓷基板最大的市場，目前包括汽車大燈、植物照明，路燈等等，這一塊市場已經成熟，但是競爭也比較激烈。

第二就是近期比較火爆的深紫外LED，我們都知道新冠病毒對紫外線比較敏感，所以深紫外LED所具有的殺菌消毒功能可以在疫情防控中發揮重要作用。今年隨著疫情發展，整個深紫外LED呈現爆發式增長，主要用在公共場所、交通工具、個人防護等殺菌，現在市場上幾乎上是一貨難求。第二個淺紫外就是波長比較長的，就是在390納米左右的，可以用在光固化，醫療美容、防偽、植物照明等。

第三個就是功率激光器，我們知道激光器芯片尺寸更小，功率密度也會更大，所以其散熱必需采用陶瓷器板，并且一般是采用熱導率更高的氮化鋁陶瓷基板，這一塊我們國家也是完全依賴進口，包括日本京瓷，德國歐朗泰克等等。所以這里面對于其圖形精度，包括金屬層厚度也有很多特殊要求。

還一類叫VCSEL激光器，VCSEL激光器現在封裝一般采用LTCC基板，因為要實現氣密封裝，把VCSEL芯片放在腔體里面，來實現氣密封裝。但是我們剛才說的新型三維陶瓷基板，具有圖形精度高，熱導率好，甚至成本方面也具有優勢，所以現在可以完全取代LTCC基板，用在這種VCSEL激光器氣密封裝。目前，該技術已經在手機人臉識別，包括3D距離感測、自動駕駛、無人機等方面都得到了應用。

第五類就是熱電制冷片，我們知道熱電制冷片可以用在光通信，包括一些光器件局部散熱，熱電冰箱等等。其結構很簡單，實際就是上下兩塊陶瓷基板，中間是熱電體，但目前熱電制冷器也存在一些不足，包括線路精度，基板上面金屬層線路精度比較差，所以很難做到高密度集成。由于基板沒法實現垂直互連，所以這種多級熱電制冷片要實現片外互聯。第三個就是難以小型化，如果采用我們DPC基板，利用它的高線路精度，垂直互聯以及小型化等特點，可以提高TEC性能要求。

第六類就是高頻晶振。晶振廣泛用在我們很多電子產品，作為時間和頻率標定，早期的低頻晶振采用音叉式結構，而高頻晶振都要采用陶瓷基板，準確的說是采用 LTCC基板實現氣密封裝。但是隨著頻率不斷增加，特別像5G，這種LTCC基板的成本不斷增加，并且尺寸越小，成本越高，如果采用我們的三維陶瓷基板，具有高精度、高導熱、小尺寸等特點，并且隨著尺寸越來越小，成本越來越低。所以現在我們也在跟一家上市公司合作，開發這種高頻晶振封裝用三維陶瓷基板。

還有其他的一些功率半導體，包括第三代半導體。第三代半導體我們有時候可能就說是高溫半導體。必需在高溫下來實現這種高的光電轉換效率，包括動車、電動汽車、家電等應用，還包括微波、射頻、光伏等等。

還有一類就是高溫器件，包括我們講的汽車電子，發動機可能高溫接近200度。還有低溫的，像我們有個客戶專門做紅外熱像儀，必須在零下200攝氏度工作。航空航天用的高溫，石油開采的抗腐蝕、高可靠等等，所以這一塊就是我們采用DPC陶瓷基板，具有高圖形精度、垂直互聯之后，可以很快取代這種厚膜陶瓷基板或DBC基板，在航空航天、武器裝備、石油管道里的一些應用。我們近期也承擔一個總裝項目，實際上它的要求很簡單，高溫耐受200度、線寬圖形精度要低于50微米。

總體而言，整個陶瓷基板市場已經逐漸成熟，年需求量超過200億元，國內市場大概占了20-30%左右，但是高性能產品特別是高精度DPC基板市場缺口特別大；特別是近期隨著新冠病毒發展，這塊嚴重依賴進口。目前主要競爭對手，包括京瓷，因為我知道他是全球500強，一般是關注激光和光通信行業，然后羅杰斯是全球最大的電路板廠，還有臺灣同欣，DPC基板全球最大供應商，包括上海熱磁是做DBC基板，都有不同的應用對象，包括一些優缺點。

整個陶瓷基板技術發展趨勢，我們認為第一就是高精度和小型化，實際上電子封裝或者半導體技術都知道摩爾定律，隨著時間發展，它的封裝尺寸，包括器件尺寸，運行速度都是快速地增長。所以我們整個陶瓷基板技術發展也適合這種器件集成度不斷提高，包括小型化來相匹配的，所以線寬要不斷地縮小。從目前我們剛剛說的100微米、200微米下降到30-50，甚至更往下的小尺寸來實現小型化。包括我們剛才講的熱電制冷器目前主要采用DBC制備，如果采用DPC基板，會大大提高它的集成度和功率，同時降低尺寸（小型化）。

第二就是集成化，包括甚至是多層陶瓷板，我們都知道市場上的PCB可以做十幾層，而陶瓷基板上很難滿足這些要求。所以對于這種超越摩爾定律要實現三維封裝，垂直集成，我們希望采用DPC基板所具備的垂直互連特性來制備多層陶瓷基板，包括甚至還采用一些陶瓷基板+焊料技術。我們現在的一般都是要通過絲網印刷來涂敷焊料，這塊需要進行清洗等等一些工藝，包括涂敷工藝，實際上可以采用這種把焊料直接通過電鍍或者噴涂上去，這樣會節省用戶很多時間成本，包括工藝成本。

第三就是面向具體應用的，特別我們今天講的第三代半導體器件，氮化鎵、碳化硅等等，包括半導體照明、微波射頻這一塊的。

最好，我們總結一下。功率器件，包括我們今天談到的 LED、激光器，IGBT、熱電制冷片以及高頻晶振等，封裝必須采用陶瓷基板來解決散熱問題。隨著第三代半導體和5G通信頻率增加，對高性能陶瓷基板需求非常旺盛。我們都在開玩笑說5G技術應用，實際上電力部門是受益最大的，因為系統用電和發熱量都會成倍增加。小型化也就是高精度與集成化，垂直互聯是陶瓷基板技術發展趨勢，實際上也是整個電子封裝技術發展的一個趨勢。然后DPC和三維陶瓷基板上具有高導熱、耐熱、性能好、圖形精度高，垂直互連等技術優勢。我們通過多年努力開發了DPC陶瓷基板技術，實現了產業化，并且替代進口。

最后花點時間來介紹一下。我們華科一般相當于說工科是比較強的，包括有機械、光電、電力、動力等等。實際上我們的醫科大家可能從近期的新冠病毒疫情也了解的，包括同濟醫學院、同濟醫院、協和醫院等，這在疫情防控中發揮了重要作用。我們學校依托這一工科有3家上市公司，包括華中科技、華中數控和天喻信息，包括6家駐外產業研究院，所以我們學校相對來說是比較注重和產業進行合作的，最有名包括在東莞的廣東工研院，第二我同時也在武漢光電國家研究中心，這是一個偏重光電應用技術研發的國家研究中心，前期叫武漢光電國家實驗室，包括光通信、激光、光伏、半導體照明等一些技術研發和應用。

我指導的課題組主要從事先進電子封裝技術研發，主要研究內容包括封裝材料，剛才講的DPC陶瓷基板，還有熒光玻璃，應用在半導體照明方面，還有納米焊膏，耐高溫無機膠等；第二類就是先進封裝工藝，包括低溫鍵合，實際上就是怎么焊接，從物理鍵合方法到化學鍵合方法，以及三維封裝與集成，以及封裝集成應用，如功率器件包括LED、激光器、VCSEL、光伏以及高溫器件封裝，以及高頻晶振等，也承擔了一些國家級項目。所以我們組的定位，我覺得封裝是一個和實際應用結合非常緊密的一個學科，所以我們想的是既能夠做一些基礎研究，發表論文，申請專利，也能夠和企業進行合作，研發一些產品滿足行業的需求。

武漢利之達是我們課題組成果轉化孵化的一家企業，成立于2012年，前期做了大約四五年技術研發和中試，在2018年拿到了風險投資，然后去年實現量產。

目前公司也獲得了高新企業認證，還有質量管理體系認證。目前隨著新冠病毒疫情發展，市場對深紫外LED封裝需求大增，市場形勢還是不錯的；近期我們還獲得了湖北省高價值專利大賽金獎，這也是對我們整個技術實力的一個認可。

最后我也要感謝國家基金委、國家重點研發計劃，湖北省和武漢市的一些研發項目的支持；感謝武漢利之達在多年產學研合作過程中的支持；感謝我們兩個團隊，一個是在學校里面由博士生和碩士組成的研發團隊，二是在公司里面的產業化團隊。

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利之達科技獲武漢市科技成果轉化項目資助300萬

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電力電子網?2019-07-13 12:37

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2019年7月，武漢市科學技術局網站發布信息：武漢科技創業天使投資基金投資的武漢利之達科技股份有限公司(簡稱"利之達科技")所申報"電子封裝陶瓷基板制備技術成果轉化"項目獲得武漢市科學技術局300萬元研發經費資助。武漢利之達作為獲此殊榮中為數不多的草根創業團隊，股東中既沒有上市公司背景，也沒有土豪資助，創業一路走來，面對持續高投入的研發費用，靠的是政府引導基金的支持。2018年，武漢科技投資有限公司參股子基金武漢科技創業天使投資基金為扶持本地電子信息產業發展、促進優質科技研發成果轉化，由天使基金領投，聯合廣州民營資本總計向利之達科技投資1500萬元，用于公司技術轉化及廠房建設。天使基金投資后，利之達建成一條年產30萬片陶瓷基板的生產線，所研發的DPC陶瓷基板已實現小批量生產和銷售，產品獲得高德紅外、泰晶電子、信利電子等知名上市公司認可，有望成為其供應商，預計2019年下半年可正式規模化投產。

　　目前，隨著半導體芯片功率和集成度不斷提高，封裝基板導熱/耐熱能力成為影響電子器件性能的關鍵，陶瓷基板具有高導熱、高耐熱、高絕緣、低熱脹、耐腐蝕等優勢，成為全球電子封裝材料的主流趨勢。然而，現階段國內陶瓷基板基本依賴進口，該項技術大部分被日本、美國、韓國、臺灣等地壟斷，國內陶瓷基板生產技術亟待提升。有鑒于此，利之達科技與華中科技大學機械學院陳明祥教授合作，開展電子封裝用新型陶瓷基板技術研發。通過近八年的產學研合作，公司成功研發出電鍍陶瓷基板(DPC)成套技術。所研發的DPC陶瓷基板具有圖形精度高、可垂直互連、導熱/散熱性好等優點，滿足功率器件小型化、集成化、低成本封裝需求。

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　　利之達科技研發的DPC陶瓷基板產品

　　目前，利之達生產的DPC陶瓷基板應用于各種功率器件(如大功率LED、半導體激光器LD、電力電子IGBT等)和高溫電子器件(如航空航天、汽車電子、深海鉆探等領域)。預計今后3-5年將進入爆發性增長階段(特別是在LED車燈、深紫外LED、5G光通信、高溫傳感等領域)。

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　　DPC陶瓷基板應用領域

　　利之達公司成立后先后獲武漢東湖高新區"3551光谷人才計劃"、科技部中小業創新基金、湖北省重大科技創新項目等資金支持，目前公司已擁有發明專利12項，實用新型專利4項，榮獲國家技術發明二等獎。本次獲得武漢市科技局資助的科技成果轉化項目中，多數為上市企業或擬上市企業，僅利之達科技一家為初創型中小企業，利之達科技的研發技術和產品質量已經逐步獲得業界認可。

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　　利之達科技項目和產品獲獎

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　　利之達科技項目和產品獲獎

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利之達 LED封裝陶瓷基板——2019神燈獎申報技術

2019-03-13?作者：?來源：武漢利之達科技股份有限公司?

摘要：?利之達 LED封裝陶瓷基板，為武漢利之達科技股份有限公司2019神燈獎申報技術。

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項目名稱：?利之達 LED封裝陶瓷基板

Ceramic spreader for LED packaging

申報單位：?武漢利之達科技股份有限公司

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綜合介紹或申報理由：

LED封裝發展趨勢是高光效與高可靠性。陶瓷基板具有高絕緣性、高穩定性、高導熱性、與芯片匹配的熱膨脹系數，成為大功率LED封裝光源首選。我國臺灣地區LED封裝陶瓷基板（DPC陶瓷基板）處于技術領先和市場壟斷地位，但由于專利保護和進口等原因，難以滿足大陸地區飛速發展的LED封裝應用需求。

經過5年多技術研發，武漢利之達科技股份有限公司與華中科技大學共同開發了具有自主知識產權的全套DPC陶瓷基板制備技術（含生產和檢測技術），完成了DPC陶瓷基板中試與小批量生產和銷售。項目技術獲2016年國家技術發明二等獎，并先后獲科技部中小企業創新基金、湖北省科技創新重大項目等資助。目前已獲湖北省高投3000萬股權投資，以實現DPC陶瓷基板批量生產和銷售。

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主要技術參數：

陶瓷基片材料： 氧化鋁、氮化鋁或其他

陶瓷基片厚度 / mm： 0.25/0.38/0.5/0.64/1.0（或定制）

金屬層厚度 / um： 10.0-100.0（優選30-50）

基板翹曲度： 0.3%%

通孔直徑/ um ： 60-150（與基片厚度有關）

金屬陶瓷結合強度/ MPa： > 30

固晶區表面粗糙度 um/mm ： < 0.3

圖形精度 / um： > 30（與金屬層厚度有關）

表面處理： Ag/ NiAu/ NiPdAu（貼片或打線）

圖形結構： 單面/雙面/通孔等

使用環境溫度： -40-200℃（300℃）

可靠性（熱循環）： ＞1000次

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與國內外同類產品或同類技術的比較情況：

隨著半導體照明產業發展，大功率LED封裝基板產品需求劇增。自2012年以來，國內外已有數家公司涉足于此領域。目前，與公司處于同一目標市場，并進行競爭的散熱基板供應商主要分以下幾類：

1）大陸金屬基板（MCPCB）企業：早在2000年前后，國內大功率LED封裝開始采用金屬基板（MCPCB）作為散熱基板。目前，國內MCPCB技術相對成熟，但由于熱導率較低（2-3W/m. K）、耐熱性較差（低于200℃），在高密度集成的大功率LED封裝和燈具應用方面受到限制。

2）歐美日韓陶瓷基板企業：在高溫鍵合陶瓷基板（DBC）方面，歐美日韓企業一直處于技術領先水平。其中，德國Curamic、日本京瓷（Kyocera）、美國Remtec、韓國KCC等公司處于市場主導地位，占據全球DBC陶瓷基板市場80%以上。考慮到DBC陶瓷基板特點（高溫制備，成本高，金屬層厚，圖形精度差，無法實現垂直互連等），不太適合LED封裝需求。目前，DBC基板主要應用于IGBT和激光器（LD）等功率器件封裝。

3）國內陶瓷基板企業：在DBC陶瓷基板方面，國內雖然有一些研究機構（如中電43所）開展了技術研發，但目前僅有少數企業（如上海申和、淄博銀河）取得了突破，產品性能也與國際水平存在較大差異；在DPC陶瓷基板方面，我國臺灣地區擁有核心技術并形成了市場壟斷，產品主要供應半導體照明行業巨頭如美國Cree、Lumileds、日本Nichia和德國Osram等企業，占據了全球LED封裝陶瓷基板市場的80%以上，主要廠家包括同欣電子、璦司柏、謄騏等。

經過近5年技術研發，武漢利之達公司開發了具有自主知識產權的DPC陶瓷基板全套制備技術，完成了DPC陶瓷基板中試、小批量生產和銷售。LED封裝陶瓷基板（DPC陶瓷基板）技術優勢在于：

（1）圖形精度高（線寬30-50um，取決于金屬層厚度），表面平整度高（磨板后達到 0.3um/mm）；

（2）采用激光打孔（孔徑60-150um）和電鍍填孔技術，實現陶瓷基板上下表面垂直互聯，滿足器件小型化、集成化封裝需求，是一種真正的陶瓷電路板；

（3）表面金屬線路層厚度可控（10-100um），滿足大電流傳輸與高溫應用需求；

（4）采用真空濺射沉積工藝（200℃以下），金屬-陶瓷結合強度高（30 MPa），滿足高溫（300℃）、低溫（-200℃）及溫度劇變環境下的使用需求。目前，公司通過專利轉讓和自主研發，已擁有（含申請）發明專利12項，實用新型專利4項，項目技術獲2016年國家技術發明二等獎。

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經濟評價分析：

目前，LED 陶瓷封裝市場已經啟動，雖然成本比金屬基板高，但隨著封裝集成度的提高和基板價格不斷降低，包括科銳（Cree）、歐司朗（Osram）、飛利浦（Philips）及日亞化學（Nichia）等國際大廠和國星光電、深圳瑞豐、廣州鴻利等國內企業，都開始使用陶瓷基板作為LED封裝散熱材料。2013年以來，除了傳統戶外照明市場（LED路燈、隧道燈等）、強光手電筒市場外，大功率LED陶瓷封裝光源已逐步滲透到汽車前燈、手機閃光燈、紫外LED燈等領域。特別是2015年后，紫外/深紫外LED器件異軍突起，在光固化、醫療美容、殺菌消毒等領域飛速發展，年均增長率超過35%。統計數據顯示，2016年全球大功率LED封裝基板（包括引線框架、PCB、MCPCB、LTCC、DBC、DPC等）市場規模超過100億元，其中陶瓷基板僅為20億元，且幾乎全部由臺灣地區、日本企業所壟斷，大陸地區尚不能生產。預計到2021年，全球大功率LED封裝用基板市場規模為150億元，其中陶瓷基板（主要為DPC基板）為30億元。

武漢利之達采用自主研發技術，批量生產和銷售DPC陶瓷基板，性價比高，取代進口，滿足國內大功率LED封裝需求。

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技術及工藝創新要點：

1）陶瓷通孔電鍍技術（發明專利）：通孔質量是影響DPC基板質量的關鍵技術。項目采用專有材料（電鍍液）和工藝設備（脈沖電源），通過電鍍填充陶瓷片內通孔（直徑60-150um），獲得高質量（無內部缺陷、無表面凹坑）、高產率（成品率大于90%）DPC基板；

2）金屬-陶瓷高結合強度技術：金屬（銅）與陶瓷（氧化鋁或氮化鋁）界面結合強度直接影響DPC基板質量和成品率。項目采用定制的多腔磁控濺射鍍膜機，通過工藝優化，提高了金屬-陶瓷結合強度（大于30MPa）；

3）三維陶瓷基板制備技術（發明專利）：采用電鍍鍵合、免燒陶瓷直接成型等技術制備出含金屬或陶瓷圍壩的三維陶瓷基板（3DPC），滿足白光LED、紫外/深紫外LED、激光器、高端傳感器氣密封裝需求。

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實際運用案例和用戶評價意見：

"蘇州科醫世凱半導體技術有限責任公司"產品為緊湊型超大功率LED白光和彩光模組。公司已持續2年為其供應氮化鋁陶瓷封裝基板，完成了科醫世凱提出的各項指標，如倒裝可焊性、基板平整度、熱沖擊等各項測試，由于陶瓷封裝基板性能優良，科醫世凱與公司一直持續合作中。

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獲獎、專利情況：

項目技術獲2016年國家技術發明二等獎。
相關專利：

申報單位介紹：

武漢利之達科技股份有限公司位于武漢東湖高新區（中國光谷），是由高校科技成果轉化成立的高新技術企業。公司專業從事電子封裝材料研發、生產與銷售，滿足功率電子器件（包括半導體照明、激光與光通信、熱電制冷器、高溫傳感器等）封裝需求。

公司自成立以來，與華中科技大學共同開發了具有自主知識產權的全套DPC陶瓷基板制備技術（已申請和授權發明專利12項，實用新型專利4項），實現小批量生產和銷售，產品進入高德紅外、信利電子、奧新科技等上市公司采購名錄。項目技術獲2016年國家技術發明二等獎，并先后獲科技部中小企業創新基金、湖北省科技創新重大項目等資助。項目一期總投資3000萬元，實現年產DPC陶瓷基板60萬片，替代進口，滿足電子器件封裝需求。

產品圖片：

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