薄膜陶瓷基板是光模块激光器/探测器封装、AI 加速器与射频前端模块高密度互连的关键基板。随着 AI 和通信领域的快速发展，AI 数据中心等应用场景对高速光模块的需求迅速增长，拉动薄膜陶瓷电路板需求成倍增长，供货紧张态势明显，特别是氮化铝薄膜基板作为低成本非气密封装方案的关键封装材料呈现供不应求的情况。订单大幅放量，国内企业产能利用率维持高位，宏达电子日前宣布定增募资扩产陶瓷薄膜电路。薄膜陶瓷基板到底是什么，为何能成为各家争锋的热点？本文将给大家做介绍。艾邦建有陶瓷基板产业群，欢迎产业链上下游企业加入：

 一、薄膜陶瓷基板的工艺特点 

薄膜陶瓷基板（Thin-film Ceramic Substrate, TFC）采用半导体薄膜工艺（如溅射工艺）直接在陶瓷基片表面沉积金属层。如果辅助光刻、显影、刻蚀等工艺，还可将金属层图形化制备成线路。由于溅射镀膜沉积速度低（一般低于1um/h），因此TFC基板表面金属层厚度较小（一般小于1um），可制备高图形精度（线宽/线距小于10um）陶瓷基板。

图 TFC薄膜基板制作工艺流程

陶瓷薄膜工艺很容易实现 20μm 线宽线间距，满足高密度布线，并且金属化平整度较高，微波传输损耗小，其缺点是布线层数限制难以突破，多层布线难度相对较大。因此业内采用厚膜（HTCC）+薄膜工艺相结合，多层陶瓷薄膜基板应运而生，厚膜工艺解决多层布线需求，薄膜工艺解决表面集成密度、精准对位问题，来实现高密度集成电路封装需求。

图 单层薄膜陶瓷基板和多层薄膜陶瓷基板结构示意图，来源：京瓷

多层陶瓷薄膜基板首先通过HTCC工艺进行陶瓷多层基板的加工，包括通孔制作和内部线路制作，再通过研磨、抛光等处理，获得平整、光洁的陶瓷基板，然后利用薄膜工艺分别对 HTCC基板正背面进行精细线路制作。

图 多层陶瓷薄膜基板制作流程，来源：京瓷

随着散热需求的提升，薄膜陶瓷基板采用的陶瓷材料也从氧化铝陶瓷转向高导热的氮化铝陶瓷。

 二、薄膜陶瓷基板薄膜金属化方法 

薄膜陶瓷基板的薄膜工艺主要有两种：真空蒸发镀镀膜法和磁控溅射镀膜法。

1、真空蒸发镀膜

在高真空条件下，加热膜材使表面组分以原子团或分子团形式被蒸发出来，并沉降在基片表面形成薄膜。该方法可产生均匀的膜厚。

图 真空蒸发镀膜图示，来源：汇成真空

2、磁控溅射镀膜

用高能等离子体轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。该工艺可实现连续加工，适用于低成本大批量生产的产品。

图 磁控溅射镀膜图示，来源：汇成真空

 三、薄膜陶瓷基板的应用领域 

薄膜陶瓷基板具有高精度、高可靠和高频的特点，可集成电阻、电容、电感等无源器件，具有电气连接、物理支撑、散热等多种功能，被广泛用于光通信、微波、汽车电子、航空航天、高精度传感器等领域。

图 薄膜集成电路，来源：JFC

在光模块中，薄膜电路承担高频传输线、耦合电桥、薄膜RC网络与TIA偏置网络，从光电芯片到封装引脚之间实现低损耗互连。多层陶瓷薄膜基板除了应用于 400G/800G 等高频高速光模块中，在探针卡、医疗馈通等领域也极具应用潜力。

图 高速光子封装，（左）氮化铝陶瓷中介层用于将射频传输线从光子器件扇出至间距更大的PCB。（右）间距更大的PCB将射频线路传输至高速连接器。

薄膜陶瓷基板相关企业有：南京固体器件有限公司（中电科55所）、中电科43所、中瓷电子、六方钰成、苏州联结、宏达电子、富乐华、科尔威、上海蘅滨、博志金钻、七星微电子、达利凯普、广州天极、双芯微、京瓷、MARUWA、JFC、Vishay、村田等。

12月24日，南京固体器件有限公司 副总经理 邵金涛 先生将出席嘉兴陶瓷封装论坛做《光模块用陶瓷封装外壳与基板技术探讨》主题报告分享，详解光模块用陶瓷封装外壳与氮化铝薄膜基板前沿技术，欢迎莅临交流！

采集来源：艾邦陶瓷展

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