陶瓷封裝外殼具備高氣密性，高導熱，高強度，與芯片材料適配的熱膨脹系數等優點，廣泛應用在航空航天、軍事裝備、地面雷達、光通信、醫療器械和傳感器等有高可靠性需求的諸多行業。根據 Semiconductor Insight 最新報告數據，2022年全球陶瓷封裝市場價值為29.223億美元，預計到2029年將達到41.582億美元，復合年增長率為5.2%。

圖??陶瓷四邊無引線封裝外殼（CQFN），攝于航科創星展臺

陶瓷封裝外殼主要包括具有窗口和支撐件結構的外殼圍框、陶瓷饋通組件、蓋板、散熱底板，如圖1所示。蓋板設于外殼圍框頂部，將外殼圍框上部開口封閉；外殼圍框側墻上開設有多個窗口，在窗口內裝載有陶瓷件，陶瓷件位于外殼圍框外側的一端設有焊接區，焊接區連接有引線，陶瓷件位于外殼圍框內側的一端設有可供內部封裝芯片和外部電路鍵合的鍵合區，焊接區與鍵合區電連接；散熱底板位于外殼圍框底部；零部件通過預制成型焊片焊接組裝在一起。部分陶瓷封裝管殼產品例如紅外探測器封裝外殼、光通信封裝外殼等設置光窗。

圖1 非制冷型紅外探測器封殼結構示意圖，來源：中航天成

如圖2所示，多層陶瓷封裝外殼制造技術包括原材料制備、流延、沖孔沖腔、金屬化印刷、層壓、熱切、燒結、鍍鎳、釬焊、鍍金等技術；光通信用陶瓷封裝外殼還會焊光窗。其封裝過程涵蓋外殼清洗、裝片、清洗、引線鍵合、封蓋、外引線處理、打標、檢測等。

圖2??陶瓷封裝管殼工藝流程

所涉及的原材料及耗材主要包括：

• 陶瓷材料：氧化鋁、氮化鋁、莫來石等材料；
• 匹配的金屬化漿料：鎢漿、鉬錳漿料等；
• 金屬零部件（圍框、蓋板等）：可伐合金（鐵鎳鈷合金）、鐵鎳合金等；
• 接合材料：預制成型焊片（AgCu、金錫）、B-stage 粘接劑；
• 封殼散熱底板采用CPC、CMC、鎢銅、鉬銅等高散熱材料，熱導率最高260W/m.K。若采用銅金剛石（Cu-Dia）材料，其熱導率可達580W/m.K；
• 光窗：硅、鍺、硒化鋅、藍寶石等材料；
• 耗材：氰化亞金鉀電鍍液、添加劑、膜帶、耐火材料等。

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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：陶瓷封裝外殼的主要生產材料及設備