科创中国

【技术背景】

电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。

【痛点问题】

目前市场上常见的陶瓷基板（主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC和活性金属焊接陶瓷基板AMB等）制备工艺温度高、线路层图形精度差、难以实现垂直互连，无法满足电子器件小型化、集成化封装需求。特别是随着半导体照明（LED）、激光器（LD&VCSEL）、第三代半导体、5G通信等技术发展，对陶瓷基板性能提出了新挑战。

【解决方案】

本成果开发了电镀陶瓷基板（DPC）制备技术。由于采用半导体微加工技术，DPC陶瓷基板具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连、材料与工艺兼容性好等技术优势，广泛应用于各种功率半导体器件（如大功率LED、激光器LD、电力电子MOSFET等）和高温电子器件，替代进口，满足功率器件低热阻、小型化、集成化封装需求。特别是在近期新冠病毒疫情防控上，采用DPC基板封装的深紫外LED消毒器件发挥了巨大作用（具有高效、广谱、非接触、环保、轻巧等优势）。

【资质荣誉】

本成果荣获2016年国家技术发明二等奖，2020年湖北专利奖。

【应用场景】

1．功率半导体器件：包括白光LED（半导体照明）、深紫外LED（杀菌消毒）、激光器（LD & VCSEL）、快速充电器（GaN）、电力电子（MOSFET）、微波射频、光伏组件（CPV）等；

2．高温电子器件：汽车、航空航天、深海钻探等领域高温传感器；

3．其他：高频晶振、热电制冷器（TEC）、微机电系统（MEMS）等。

【市场前景】

随着第三代半导体、5G通信等技术发展，国内外对高性能散热基板需求与日俱增，陶瓷基板面临着良好的政策环境和巨大的市场机会，今后3-5年将进入快速增长阶段。项目研发的DPC陶瓷基板具有图形精度高、可垂直互连、工艺兼容性好等优点，是一种真正的陶瓷电路板。同时，作为一种进口替代产品，DPC陶瓷基板可大幅提升国内功率器件和高温传感器行业的技术水平，促进电子材料和电子信息产业发展。

【知识产权】

该成果已申请多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

    技术许可、技术转让、技术开发、咨询服务、面谈等