【所屬領(lǐng)域】
新材料
【技術(shù)背景】
電子封裝是將構(gòu)成半導(dǎo)體器件的各個部件（芯片、基板和導(dǎo)線等）按規(guī)定要求合理布置，通過貼片、打線與焊接等工藝，達(dá)到保護(hù)芯片，實現(xiàn)器件功能的目的。隨著芯片功率的不斷增加和封裝集成度的不斷提高，散熱成為影響器件性能與可靠性的關(guān)鍵。對于半導(dǎo)體器件而言，通常溫度每升高10℃，器件有效壽命降低30-50%。由于芯片一般貼裝在封裝基板（又稱電路板、線路板）上，因此，基板除具備基本的機(jī)械支撐與布線（電互連）功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱、耐熱、絕緣、耐壓能力與熱匹配性能。目前常用封裝基板主要分為樹脂基板（印刷線路板、PCB）、金屬基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。
【痛點問題】
目前市場上常見的陶瓷基板（主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接鍵合陶瓷基板DBC和活性金屬焊接陶瓷基板AMB等）制備工藝溫度高、線路層圖形精度差、難以實現(xiàn)垂直互連，無法滿足電子器件小型化、集成化封裝需求。特別是隨著半導(dǎo)體照明（LED）、激光器（LD&VCSEL）、第三代半導(dǎo)體、5G通信等技術(shù)發(fā)展，對陶瓷基板性能提出了新挑戰(zhàn)。
【解決方案】
本成果開發(fā)了電鍍陶瓷基板（DPC）制備技術(shù)。由于采用半導(dǎo)體微加工技術(shù)，DPC陶瓷基板具有導(dǎo)熱/耐熱性好、圖形精度高、可垂直互連、材料與工藝兼容性好等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于各種功率半導(dǎo)體器件（如大功率LED、激光器LD、電力電子MOSFET等）和高溫電子器件，替代進(jìn)口，滿足功率器件低熱阻、小型化、集成化封裝需求。特別是在近期新冠病毒疫情防控上，采用DPC基板封裝的深紫外LED消毒器件發(fā)揮了巨大作用（具有高效、廣譜、非接觸、環(huán)保、輕巧等優(yōu)勢）。
【資質(zhì)榮譽(yù)】
本成果榮獲2016年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，2020年湖北專利獎。
【應(yīng)用場景】
1．功率半導(dǎo)體器件：包括白光LED（半導(dǎo)體照明）、深紫外LED（殺菌消毒）、激光器（LD & VCSEL）、快速充電器（GaN）、電力電子（MOSFET）、微波射頻、光伏組件（CPV）等；
2．高溫電子器件：汽車、航空航天、深海鉆探等領(lǐng)域高溫傳感器；
3．其他：高頻晶振、熱電制冷器（TEC）、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等。
【市場前景】
隨著第三代半導(dǎo)體、5G通信等技術(shù)發(fā)展，國內(nèi)外對高性能散熱基板需求與日俱增，陶瓷基板面臨著良好的政策環(huán)境和巨大的市場機(jī)會，今后3-5年將進(jìn)入快速增長階段。項目研發(fā)的DPC陶瓷基板具有圖形精度高、可垂直互連、工藝兼容性好等優(yōu)點，是一種真正的陶瓷電路板。同時，作為一種進(jìn)口替代產(chǎn)品，DPC陶瓷基板可大幅提升國內(nèi)功率器件和高溫傳感器行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)電子材料和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
【知識產(chǎn)權(quán)】
該成果已申請多項中國發(fā)明專利，下表是部分展示：
【合作方式】
技術(shù)許可、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)開發(fā)、咨詢服務(wù)、面談等
【專家介紹】
陳明祥，本科和碩士畢業(yè)于武漢理工大學(xué)材料學(xué)院，博士畢業(yè)于華中科技大學(xué)光電學(xué)院，美國佐治亞理工學(xué)院博士后，現(xiàn)為華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授/博士生導(dǎo)師，主要從事微納制造與電子封裝技術(shù)研發(fā)。曾主持20多項國家和省部級科研項目，獲授權(quán)發(fā)明專利20余項。
【聯(lián)系方式】
成果編號：CG21057
