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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
3. 京瓷多层陶瓷基板的特点
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
(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
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
(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
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
(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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
(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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
小型化和薄型化
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
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。
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
京瓷多层陶瓷基板可以根据不同需求进行定制
文章来源:KYOCERA京瓷中国商贸

原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):多层陶瓷基板及其在车载领域的应用

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作者 sun, keting