XR 轻量化破局，陶瓷封装是关键

前言：XR（扩展现实，Extended Reality）是虚拟现实 VR、混合现实 MR、增强现实 AR的统称，XR 所用设备主要有头戴显示设备（HMD）、智能眼镜，XR设备（AR/VR/MR）的发展正处于向轻量化、高集成度演进的关键期，微型化、散热设计与气密性是决定用户体验的三大关键技术挑战。

XR设备中的核心元器件包括：光源、成像传感器、惯性传感器、微机电系统（MEMS）反射镜、电池。

陶瓷封装外壳的各项特性可解决XR设备中各类核心元器件的性能难题，同时陶瓷封装可实现多器件集成于单一紧凑高性能模组，解决设备小型化与功能集成化难题。

1、陶瓷封装在成像传感器的应用

图像传感器广泛应用于相机、智能手机、个人电脑、汽车、无人机、机器视觉和工厂自动化等领域。当需要更高性能和可靠性时，由于陶瓷材料具有优异的刚性、散热性、结构完整性（不会脱落微粒或纤维）以及更优的结构设计方案，图像传感器通常采用陶瓷封装。

陶瓷封装由多层超薄陶瓷叠层烧结制成，可定制各类结构化设计，包含三维电路布线。

封装内部集成键合台阶（引线键合台），可缩短引线长度，从而优化传感性能。

陶瓷的热膨胀系数（CTE）与半导体常用基底材料硅（Si）高度匹配，能够减小封装制程及实际使用过程中的热失配应力，提升器件可靠性。

陶瓷具备更高抗弯强度，可采用更薄的陶瓷基材，实现器件低外形、薄型化设计。

2、惯性传感器的陶瓷封装

惯性传感器（如MEMS加速计、陀螺仪）的陶瓷封装是一种高可靠性、气密性的封装方式，适用于汽车、工业和航空航天等苛刻环境，它利用陶瓷材料（如氧化铝、氮化铝）的良好热膨胀系数匹配、高强度和优异的热传导性，通过多层陶瓷基板等实现高稳定性的真空气密腔体。

陶瓷封装凭借其高刚性以及在高温下极低的形变率，能够优化 MEMS 器件的功能表现，从而提升传感器的整体性能。

功能集成传感器：通常指将加速度计、陀螺仪等多种惯性测量单元集成的六轴或多轴传感器封装方案。

3、用于微型LED/XR显示器的陶瓷封装

陶瓷封装技术可针对性解决 Micro LED 模组面临的小型化、热管理、光源畸变、低损耗高密度布线四大技术难题，通过支持双空腔结构、选用导热陶瓷材料、匹配热膨胀系数、采用多层布线设计等方式，优化 Micro LED 显示性能，助力 XR 设备实现紧凑化、高性能发展。

4、用于全固态和可充电电池的陶瓷封装技术

全固态电池的优点：高安全性、工作温度范围宽、预期寿命更长，根据所使用的固体电解质类型，全固态电池在商业化过程中仍面临受潮变质等挑战。此外，用于物联网设备的固态电池必须具备可回流焊的表面贴装结构，以及微型化、薄型化的外观。

陶瓷封装技术是微型、高性能物联网及穿戴设备电池的理想选择，陶瓷材料具有高强度、高耐热性、高防潮性、不燃性与防火性的特性，陶瓷封装技术，具备超群的气密性和防潮性，同时最大限度减少封装过程对电池的负荷。

△陶瓷封装（结构示例）

①缝焊（Seam Weld）封装技术：具备卓越的长期可靠性，并减少封口时对电池的热传导。

②中空结构：保护电池免受内部压力升高和外部应力的影响。

③低氧低湿环境：降低电池性能衰减。

④长期气密性：氦质谱检漏率达 1.0×10-9Pa*m3/s 或更低。

⑤表面贴装能力：支持极小且极薄的形状。

来源：京瓷

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（议题更新至5月8日）

 

序号	拟定议题	拟邀嘉宾
1	射频和传感器技术的发展及陶瓷封装的应用趋势	郑州中科集成电路与系统应用研究院 先进封测中心副主任 周继瑞
2	多层共烧陶瓷烧结关键工艺与装备探讨	合肥恒力装备有限公司
3	待定	中电科五十五所 高级研究员 庞学满
4	高导热陶瓷材料HTCC制备关键技术	拟邀请陶瓷材料、HTCC企业/高校研究所
5	LTCC低成本生瓷带研发与应用研究	拟邀请LTCC、陶瓷粉体企业/高校研究所
6	烧结工艺对LTCC/HTCC性能影响及优化	拟邀请烧结炉设备企业/高校研究所
7	HTCC氮化铝基板产业化应用瓶颈	拟邀请氮化铝基板企业/高校研究所
8	陶瓷管壳生产用LTCC成型设备适配创新	拟邀请设备企业/高校研究所
9	LTCC技术的最新突破与发展趋势	拟邀请LTCC生产企业/高校研究所
10	低成本铜基LTCC体系研发与量产前景	拟邀请电子浆料企业/高校研究所
11	LTCC技术在5G/6G通信领域的应用前景	拟邀请LTCC生产企业/高校研究所
12	HTCC在半导体封装中的应用	拟邀成都宏科电子科技有限公司
13	超细银粉LTCC电子浆料印刷性能优化	拟邀请电子浆料企业/高校研究所
14	LTCC射频器件的研发进展与前沿趋势	拟邀请LTCC生产企业/高校研究所
15	LTCC/HTCC产品的检测及其可靠性分析	拟邀请检测企业/高校研究所
16	低温共烧陶瓷(LTCC)的3D打印技术研究进展	拟邀请LTCC、3D打印企业/高校研究所

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