一、直接鍍銅DPC工藝簡介
直接鍍銅陶瓷基板(Direct Plating Copper, DPC)是在陶瓷薄膜工藝加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的陶瓷電路加工工藝。以氮化鋁/氧化鋁陶瓷作為線路的基板,采用濺鍍工藝于基板表面復(fù)合金屬層,并以電鍍和光刻工藝形成電路。

其工藝流程為:首先利用激光在陶瓷基片上制備通孔(孔徑一般為60μm~120μm),隨后利用超聲波清洗陶瓷基片;采用磁控濺射技術(shù)在陶瓷基片表面沉積金屬種子層(Ti/Cu靶材),接著通過光刻、顯影完成線路層制作;采用電鍍填空和增厚金屬線路層,并通過表面處理提高基板可焊性與抗氧化性,最后去干膜、刻蝕種子層完成基板制備。
DPC陶瓷基板制備前端采用了半導(dǎo)體微加工技術(shù)(濺射鍍膜、光刻、顯影等),后端則采用了印刷線路板(PCB)制備技術(shù)(圖形電鍍、填孔、表面研磨、刻蝕、表面處理等),因此具有以下優(yōu)勢特點:
1)采用半導(dǎo)體微加工技術(shù),陶瓷基板上金屬線路更加精細(xì)(線寬/線距低至30μm~50μm,與線路層厚度相關(guān)),因此DPC陶瓷基板非常適合對精度要求較高的微電子器件封裝;
2)采用激光打孔和電鍍填孔技術(shù),實現(xiàn)了陶瓷基板上下表面垂直互連,可實現(xiàn)電子器件三維封裝與集成,降低器件體積;
3)采用電鍍生長控制線路層厚度(一般為10μm~100μm),并通過研磨降低線路層表面粗糙度,滿足高溫、大電流器件封裝需求;
4)低溫制備工藝(300℃以下)避免了高溫對基片材料和金屬線路層的不利影響,同時也降低了生產(chǎn)成本。
1)金屬線路層采用電鍍工藝制備,環(huán)境污染嚴(yán)重;
2)金屬層與陶瓷間的結(jié)合強度較低,產(chǎn)品應(yīng)用時可靠性較低。
在技術(shù)改進(jìn)上,北京大學(xué)深圳研究生院吳忠振副教授攜手泰安巨浪電子推出基于超高功率PVD技術(shù)的DSC(Direct Sputtering Ceramic)陶瓷基板金屬化新技術(shù),直接在陶瓷基板表面沉積一定厚度的金屬導(dǎo)電層,實現(xiàn)高結(jié)合強度和綠色生產(chǎn)。具體介紹可點擊查看前文:陶瓷基板金屬化有了新技術(shù):DSC!
此外,利用DPC陶瓷基板的技術(shù)優(yōu)勢(高圖形精度、垂直互連等),可以通過電鍍增厚等技術(shù)制備圍壩,可得到含圍壩結(jié)構(gòu)的三維陶瓷基板,例如武漢利之達(dá)采用電鍍鍵合、免燒陶瓷直接成型等技術(shù)制備含金屬或陶瓷圍壩的三維陶瓷基板(3DPC)。陶瓷基板和圍壩一體化成型為密封腔體,結(jié)構(gòu)緊湊,無中間粘結(jié)層,氣密性高,且圍壩結(jié)構(gòu)形狀可任意設(shè)計,目前已經(jīng)成功應(yīng)用與深紫外LED封裝和VCSEL激光器封裝。
二、DPC陶瓷基板的應(yīng)用
DPC 陶瓷基板具有圖形精度高、可垂直互連、生產(chǎn)成本低等技術(shù)優(yōu)勢,可普遍應(yīng)用于大功率 LED 照明、汽車大燈等大功率 LED 領(lǐng)域、半導(dǎo)體激光器、電力電子功率器件、微波、光通訊、VCSEL、射頻器件等應(yīng)用領(lǐng)域,市場空間很大。

激光器為激光設(shè)備核心部件,高功率半導(dǎo)體激光器主要通過熱沉散熱。氮化鋁陶瓷熱沉(DPC工藝)為目前主流激光熱沉基板,可滿足高功率半導(dǎo)體激光芯片鍵合的需求,在光通信、高功率 LED 封裝、半導(dǎo)體激光器和光纖激光器泵浦源制造等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。車載激光雷達(dá)光源 VCSEL 替代 EEL 大勢所趨,DPC 陶瓷基板在高功率 VCSEL 封裝中占據(jù)重要地位。
三、國內(nèi)DPC基板相關(guān)廠商名單
國瓷賽創(chuàng)電氣(銅陵)有限公司
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同欣電子工業(yè)股份有限公司
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惠州市芯瓷半導(dǎo)體有限公司
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武漢利之達(dá)科技股份有限公司
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立誠光電股份有限公司
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深圳市鼎華芯泰科技有限公司
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江西昊光科技有限公司
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江西晶弘新材料科技有限責(zé)任公司
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珠海漢瓷精密科技有限公司
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上海蘅濱電子有限公司
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江蘇富樂華半導(dǎo)體科技股份有限公司
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博敏電子股份有限公司
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富力天晟科技(武漢)有限公司
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深圳市奔創(chuàng)電子有限公司
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梅州市展至電子科技有限公司
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南京中江新材料科技有限公司
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浙江精瓷半導(dǎo)體股份有限公司
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深圳市鈺瓷電子科技有限公司
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深圳市昱安旭瓷電子科技有限公司
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惠州市鈺芯電子材料有限公司
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深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司
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東莞市簡創(chuàng)電子科技有限公司
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山東司萊美克新材料科技有限公司
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益陽曙光沐陽電子技術(shù)有限公司
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群尚科技有限公司
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璦司柏電子股份有限公司
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中紫半導(dǎo)體科技(東莞)有限公司
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廣東格斯泰氣密元件有限公司
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合肥圣達(dá)電子科技實業(yè)有限公司
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江蘇寶楹新材料科技有限公司
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江蘇固家智能科技有限公司
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西安炬光科技股份有限公司
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蘇州昀冢電子科技股份有限公司
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湖南聚能陶瓷材料有限公司
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桂林華瓷電子科技有限公司
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深圳陶陶科技有限公司
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湖南湘瓷科藝有限公司
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珠海晶瓷電子科技有限公司
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深圳市同達(dá)鑫電路科技有限公司
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江蘇協(xié)和電子股份有限公司
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惠州市智駿光電科技有限公司
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豐鵬電子(珠海)有限公司
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中山市基礎(chǔ)科技有限公司
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深圳市宇斯特電子有限公司
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江門市浩遠(yuǎn)科技有限公司
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廣州凌成五金有限公司
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……
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6月30日,艾邦將在昆山舉辦陶瓷基板封裝論壇,屆時,國瓷賽創(chuàng)市場總監(jiān)蔡宗強將做《DPC技術(shù)在激光熱沉和激光雷達(dá)的應(yīng)用》的主題報告分享,歡迎各位行業(yè)朋友與會交流!
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦陶瓷展):一文了解直接鍍銅(DPC)陶瓷基板及國內(nèi)相關(guān)廠商