多层陶瓷基板及其在车载领域的应用

一、多层陶瓷基板介绍

1. 什么是陶瓷？什么是精密陶瓷？

简单地说，“烧制黏土的产品”（陶瓷工业产品）都可以叫做“陶瓷（Ceramics）”，也有将玻璃和水泥放在炉中烧制的陶瓷产品。

在JIS R 1600（日本工业标准）中对精密陶瓷有如下定义：“为充分发挥产品所需的功能，严格控制产品的化学成分、显微组织、形状及制造工艺，将其生产出来”，这一类的陶瓷产品主要由非金属的无机物质构成。

2. 什么是基板？什么是陶瓷基板？

基板，简单的来说就是在物理上保护芯片的同时，实现芯片与外界的电路连接。陶瓷基板是使用陶瓷材料制成的基板。

3. 京瓷多层陶瓷基板的特点

（1）优秀的材料特性-高刚性材料，封装后低变形

（2）机械特性-高强度、高刚性（高杨氏模量）-热膨胀系数接近硅

（3） 热特性-高热导率

（4）电特性-低tanδ

（5）设计灵活度-多层结构-带腔体结构-埋孔结构

（6）小型化/扁平化设计-京瓷拥有精密、细致的设计规则

（7）对应各种封装形式- 1次封装 ： W/B 、Flip chip- 2次封装 ： LCC、SMD、QFP、PGA、DIP

4. 京瓷多层陶瓷基板制造工艺

（1）Tape Casting（生瓷制造）将陶瓷原料粉末加工成粘土状的生瓷膜带。

（2）Cutting（切割）将生瓷膜带切割成方便加工的形状。

（3）Punching（打孔）在生瓷膜带上进行打孔，包括腔体以及通孔。

（4）Via Hole Filling（埋孔）将导体浆料埋入通孔。

（5）Screen Printing（丝网印刷）通过丝网印刷形成内部走线。

（6）Lamination（叠层）将各个层的膜带按照产品需求进行叠加。

（7）Shaping（切割）切割成合适的大小。

（8）Cofiring（烧结）将生瓷膜带烧结成熟瓷。

（9）Nickel Plating（镀镍）镀镍，为后面的钎焊做准备。

（10）Brazing（钎焊）焊接PIN针。

（11）Ni/Au Plating（镀镍、镀金）镀镍、镀金，防止导体氧化。

二、陶瓷基板与其它材料相比有何优势

1. 与金属材料比较

①小型、低背化②对应自动化，量产级别回流焊③耐腐蚀性，在蒸汽、高湿度等严苛环境下有利

2. 与有机材料比较

①高导热性材料

②难燃性材料（不会燃烧）

③不吸水材料

④热膨胀系数与芯片材料Si接近

⑤高强度材料，可以实现薄型化

⑥易于封装

⑦腔体呈台阶状，易于打线

三、多层陶瓷基板在车载领域的应用

在车载领域，多层陶瓷基板可用于中控系统、照明系统、安全系统及其他传感器。

1. 车载市场对基板的要求

随着汽车自动化驾驶技术的发展，追求车辆安全、便捷的同时对基板也提出了更高的“要求”。基板要具有高耐热、高导热、高刚性等特性，保障汽车在高温、高震动、含腐蚀性的环境下仍然可以保证信号的高效、灵敏、准确。

（1）高耐热陶瓷本身烧结时的温度高达约2000℃，因此是良好的耐热材料。

（2）高导热京瓷多层陶瓷基板具有良好的散热性。

散热性比较

（3）高刚性京瓷多层陶瓷基板拥有高杨氏弹性率，随温度的变化形变低。

（4）高杨氏弹性率

（5）小型化，高度集成京瓷多层陶瓷基板是采用高强度材料，封装后低变形，通过腔体构造以及内部走线来实现小型化、薄型化；通过表面的精密图形以及内部的多层布线来实现高度集成。

小型化和薄型化

高度集成

（6）高可靠性京瓷多层陶瓷基板气密封装，可以对应平行封焊、熔封等相对高温的封装，实现气密，在各种严苛环境下工作。

2. 车载雷达LiDAR解决方案

随着自动驾驶技术的不断推进，激光雷达被认为是实现高级别自动驾驶不可或缺的关键技术，京瓷多层陶瓷基板的高耐热、高导热、高刚性、高可靠性等优势为激光雷达提供各种解决方案。

京瓷多层陶瓷基板不仅在车载领域发挥着重要的作用，在其它应用芯片的领域，也能发现京瓷多层陶瓷基板的“身影”。包括医疗领域、通信领域、环保领域等。

根据不同的需求，京瓷多层陶瓷基板能够实现各种不同的构造。

京瓷多层陶瓷基板可以根据不同需求进行定制

审核编辑 ：李倩