标签: 陶瓷基板

在大功率电子器件使用中为实现芯片与电子元件之间的互联，陶瓷作为 封装基板 材料，需对其表面进行金属化处理。陶瓷金属化有如下要求：优良的密封性，金属导电层的方阻和电阻率小，同时与陶瓷基板具有较强的附着力，陶瓷经金属化后仍需具备高的热导率。因此延展性优良、导热性和导电性高的 Cu ，成为在功率电子器件中最常用的材料，图 1 为陶瓷基板覆铜示意图。 图 1 陶瓷基板覆铜示意图 虽然陶瓷具有相较于其他两种封装基板有着更为优异的综合性能，但是由于陶瓷材料作为强共价键型化合物，其电子配位十分稳定，不易与其他材料反应，并且与常见金属之间的润湿困难，而陶瓷基板表面金属化后的性能与功率电子器件在工作时的稳定性关系密切，故制约陶瓷封装基板广泛应用的原因便在于此，因此探究陶瓷表面金属化意义重大。目前常见的陶瓷金属化的方法主要包括化学镀金属化、直接覆铜金属化、厚膜金属化、薄膜金属化等 。以下是斯利通整理的几类陶瓷封装金属化工艺。表 1 为不同陶瓷金属化方法的优缺点。 表 1 陶瓷金属化方法及其优缺点 化学镀金属化 化学镀金属化是指通过化学反应的方法，金属离子借助还原剂还原成金属，并沉积到基底材料表面的方法 ，核心在于通过可控制的氧化还原反应产生金属层，图 1.1 为化学镀过程示意图。化学镀铜即将溶液中的 Cu 2+ 还原成 Cu 原子，并在催化活性的基板上沉积，反应原理可用下式表示： 第一步： Cu 2+ 在阴极被还原成 Cu 原子，如式 1-1 所示； 第二步：甲醛在阳极提供反应所需的电子，如式 1-2 所示； 第三步：化学镀铜的氧化还原方程式，如式 1-3 所示。 图 1.1 化学镀铜流程示意图 直接覆铜金属化 直接覆铜金属化是指在高温、弱氧氛围中利用 Cu 的含氧共晶液直接将 Cu 箔覆接在 陶瓷表面的方法，主要用于 Al 2 O 3 和 AlN 陶瓷表面。原理为 Cu 与 O 反应生成的 Cu 2 O 和 CuO ，在 1060-1083 ℃温度范围内可以与基板中 Al 反应生成 CuAlO 2 和 CuAl 2 O 4 的尖晶石物质，促使陶瓷与 Cu 可以形成较高的结合强度，在对 AlN 陶瓷基板进行直接覆铜金属化时，需先对 AlN 进行氧化处理，在其表面形成 Al 2 O 3 ，图 2.1 为 AlN 直接覆铜金属化的流程示意图。反应式如下： 图 2.1 AlN 直接覆铜金属化流程示意图 厚膜金属化 厚膜金属化是将金属浆料通过丝网印刷的方法涂敷在陶瓷表面，然后经高温干燥热处理后形成金属化陶瓷基板的技术。图 3.1 为丝网印刷工艺示意图，其中浆料主要由功能相、粘结剂、有机载体组成，功能相是厚膜浆料中主体，即在陶瓷表面经涂覆金属粉末后经热处理工艺形成的金属膜层；粘结剂是玻璃相或氧化物等经高温烧结后，提升金属膜层与陶瓷基板之间的附着力；有机载体是用于提升有机浆料表面活性，使得浆料混合更加均匀的有机溶剂或表面活性剂。 图 3.1 丝网印刷工艺示意图 薄膜金属化 薄膜金属化是在高真空条件下，用物理方法将固体材料表层电离为离子，随后经过低 压气体在陶瓷基板表面沉积所需薄膜的工艺，即物理气相沉积技术 ( Physical Vapour Deposition ， PVD ) ，主要包括有磁控溅射镀膜、离子镀膜、电弧镀等。图 4.1 为磁控溅射镀膜的原理图，核心在于 Ar 2+ 经电场加速后轰击由欲被溅射物质做成的靶电极，当离子能量合适的情况下， Ar 2+ 会将靶材表面的原子溅射出来进而会沿着一定的方向射向衬底，从而实现薄膜的沉积。 图 4.1 磁控溅射原理示意图 上述几种陶瓷基板金属化方法，各有优缺点，化学镀金属化，具备很高的生产效率，可以实现批量化生产，但是，金属层与陶瓷基板之间结合力有限，不能满足很多特定的应用场景。直接覆铜金属化，也就是高温烧结法，在满足生产效率的同时，金属层和陶瓷基板具备一定的结合强度，是当前比较常见的一种生产工艺，但是，由于其是采用高温烧结的方式进行的金属化覆膜，因此，限制了很多低熔点金属的应用。厚膜金属化，也就是丝网印刷，生产简单可操作，但是，其对于金属化厚度和线宽线距的精度不能实现很好的控制，无法生产高精度的精密线路。 薄膜金属化 ，也就是磁控溅射，利用了范德华力的原理，使得金属层和陶瓷基板具有很强的结合力，但是，生产效率低下，同时，也只能形成很薄的金属层，通常在纳米级别。 富力天晟科技公司有效利用几种金属化工艺相结合的方法，在生产工艺流程中，首先，通过磁控溅射工艺（ 薄膜金属化 ）在陶瓷基板表面形成 50-300nm 的金属种子层（钛层 50-100nm ，铜层 100-300nm ），金属种子层与陶瓷基板之间通过范德华力结合，然后，再通过电镀（化学镀）在金属种子层上增加金属厚度，通过这种方式，比单纯通过磁控溅射或者化学镀的方法生产出来的陶瓷基板线路性能要优良很多，一方面，可以有效加强金属层与陶瓷基板的结合强度，另一方面，也可以实现不同层厚（厚度 1000 μ m ）的金属化生产。 富力天晟科技 公司经过多年的发展，已经和国内外数千家半导体、芯片、传感器、通信、射频器件、大功率照明等企业建立长期稳定的合作关系，为各大公司生产符合客户要求的高性能 陶瓷基板精密线路 产品，提供专业的一站式解决方案，成为客户新产品研发、技术迭代创新、公司发展过程中的重要战略伙伴。

微型化、集成化及智能化是当今科学技术的主要发展方向。随着微机电系统（MicroElectroMechanicalSystem，MEMS）和微加工技术的发展，微型传感器也随之迅速发展。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。 随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展，传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展， MEMS传感器 逐步取代传统的机械传感器，占据传感器主导地位，并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。 一、MEMS传感器有哪些分类呢 MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器，是MEMS器件的一个重要分支。依赖于MEMS技术的传感器主要有微型化、多样化、集成化等技术特点，同时MEMS芯片尺度的缩小，对原有理论基础带来了较大影响，如力的尺寸效应、微摩擦学、微构造学、微热力学等，都需要更加深入的研究。 MEMS传感器按照测量性质可以分为物理MEMS传感器、化学MEMS传感器、生物MEMS传感器。其中每种MEMS传感器又有多种细分方法，如微加速度计，按检测质量的运动方式划分，有角振动式和线振动式加速度计；按检测质量支承方式划分，有扭摆式、悬臂梁式和弹簧支承方式；按信号检测方式划分，有电容式、电阻式和隧道电流式；按控制方式划分，有开环和闭环式。 二、MEMS传感器有哪些材料呢 那么一个MEMS传感器可以用到哪些材料呢？MEMS材料的分类主要包括半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等。半导体材料是MEMS中最常用的材料之一，具有优异的电性能和光学性能。常见的半导体材料有硅（Si）和化合物半导体（如氮化镓、砷化镓等）。 硅是最常用的半导体材料，它具有良好的机械强度和热稳定性，广泛应用于加速度计、压力传感器等MEMS器件中。化合物半导体材料具有更高的电子迁移率和光学特性，适用于光电器件、光纤通信等领域。陶瓷材料在MEMS中扮演着重要的角色，其特点是具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性。 常见的陶瓷材料有氧化铝（Al2O3）、氮化硅（Si3N4）和氧化锆（ZrO2）等。氧化铝具有优异的绝缘性和耐高温性，常用于MEMS器件的电绝缘层。氮化硅是一种非常稳定的材料，可用于制作传感器的支撑结构和封装材料。 氧化锆具有优异的机械性能和耐磨性，适用于制作微泵、微阀等MEMS器件。金属材料在MEMS中主要用于制作电极和导线等电气连接部件。常见的金属材料有铜（Cu）、铝（Al）和金（Au）等。铜是一种优良的导电材料，具有较低的电阻率和良好的可加工性，广泛应用于MEMS器件中。铝具有较低的密度和良好的导电性能，适用于制作微型加速度计、陀螺仪等传感器。 金是一种优秀的导电材料，具有良好的化学稳定性和可靠性，常用于制作高精度的电极和连接器。有机材料在MEMS中主要用于制作柔性器件和生物传感器等应用。 常见的有机材料有聚合物、橡胶和生物材料等。聚合物具有良好的柔韧性和可塑性，适合制作柔性电子器件和微流控芯片。橡胶材料具有优异的弹性和耐磨性，可用于制作微泵和微阀等MEMS器件。生物材料如胶原蛋白和纤维蛋白等可用于制作生物传感器和组织工程材料。 三、MEMS传感器的制作工艺是怎样的呢 MEMS传感器的工艺制造需要经过几个步骤。首先是晶圆制造，这个步骤是MEMS制造过程的基础。晶圆用于绘制传感器的结构，可以将其理解为模板。接下来是薄膜沉积，薄膜是一种十分重要的材料，因为它可以作为传感器的敏感部分。薄膜的沉积可以采用化学气相沉积（PCD）或者物理气相沉积（PVD）技术在晶圆上形成所需的薄膜层。接下来是表面微加工技术，包括扩孔和表面反应等操作。通过使用微加工技术，可以使传感器的敏感元件尽可能地接近工作环境，从而可以更加准确地测量物理量。最后是封装和测试，这个步骤是将制造好的传感器封装成为一个整体，并进行测试。 从材料上MEMS 封装主要有金属封装、陶瓷封装和塑料封装三种形式。金属封装和陶瓷封装由于其导热性能好、气密性好等优点在一些单个器件的封装中经常使用。铸模塑料由于密封性能不够好而限制了塑料封装在某些对密封性能要求较高的领域的应用。 从技术上MEMS 封装可分为三个基本的封装层次：芯片级封装、圆片级封装和系统级封装。其中芯片级封装主要是基于两个根本技术：倒装焊（FCB）和球栅阵列（BGA）。球栅阵列技术主要采用陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片Flip Chip的安装方式。陶瓷封装可实现芯片的真空气密封装要求，留有空腔不妨碍MEMS器件可动结构的工作。 系统级封装利用多层薄膜封装与组装技术来达成 3D 集成电路堆栈或是含集成电路的封装堆栈而整合成系统。其中用的最多的是多芯片组件技术和 3D 封装两大技术。多芯片组件 MCM 技术是将 MEMS 芯片和信号处理芯片封装在一个管壳内以减小整个器件的体积适应小型化的要求，还可以缩短信号从 MEMS 芯片到驱动器或执行器的距离，减小信号衰减和外界干扰的影响，是 MEMS 封装的一个重要趋势。 陶瓷基板 是MCM技术中的关键单元，提供了芯片的机械支撑，芯片间的信号互连以及芯片组件与下一级系统单元的互连接口。 斯利通陶瓷基板 采用国外进口的陶瓷粉体，通过半导体加工工艺，具有较高的机械强度和抗弯曲性，同时拥有优良的电、热化学性能，赢得了国内外下游终端客户的一致好评。 四、MEMS传感器有哪些应用呢 4.1汽车上的MEMS传感器 汽车上采用的传感器中大约1/3传感器采用的是MEMS传感器，并且汽车越高级，采用的MEMS传感器越多。汽车上MEMS传感器主要应用于发动机运行管理、车辆动力学控制、自适应导航、车辆行驶安全系统、车辆监护和自诊断等方面。物理MEMS传感器是汽车上采用得最为普遍的传感器，基本上在汽车电子控制的各个方面都有涉及；化学MEMS传感器主要是指测量汽车系统中气体成分的气体传感器；生物MEMS传感器更多地应用于预测驾驶疲劳等汽车行驶安全领域。 4.2生物医疗和生物医学方面的应用 MEMS传感器在生物医疗中的应用较为广泛。目前，MEMS传感器主要用于临床化验系统、诊断与健康监测系统中，包括压力传感器、集成加速度传感器、微流体传感器等。通过口服或皮下注射的方式，将MEMS传感器送至人体内实现对人体内各器官的有效监测。同时，也可在监测的基础上，清除人体内可能存在的癌细胞，利用特制微型仪器将人体内部油脂沉积物刮去，降低心脏病发生的可能性，并去除人体内部胆固醇。在生物医学应用方面，MEMS传感器由于其微小的体积，能顺利进入较小的器官与组内，精确监测内部器官与组织的具体运作状况，进而提高介入治疗的精度，降低手术风险。 4.3军事方面的应用 MEMS现已被应用于空间超微型卫星中，其卫星仅重250g，尺寸极小。并且由于小卫星传感器的飞行寿命并不长，使其在宇宙辐射下的暴露不存在较大问题。MEMS轮胎压力传感器已被广泛应用于一些发达国家的军队装甲运兵车轮胎内。通过分布式战场微型传感器网络系统，军队能准确探测到对方的作战部署以及其调动的各类探测装置。这种分布式场微型传感器还具备耐久、易损、布设等优点，受军队所推崇。在空军应用上，利用F-14战斗机弹射座助推火箭对MEMS压力传感器进行了测试。将用于喷射式涡轮发动机材料应用到对该类发动机进行监视的具备力学特征的MEMS传感器中，增强了其抗恶劣环境的性能。在战况信息传达上，现已成功研发出机载传感器以及用于信息传输的微通信元件与微功率源。这些新型微系统芯片的投入应用，让无人驾驶机与战斗机具备了通信、地形识别等实用性较强的新型功能。 4.4航空航天方面的应用 在航空、航天领域内，MEMS有着较大的应用前景。MEMS技术的使用，在很大程度上提高了航空器的性能。在今后发展中，MEMS传感器可被广泛安置于飞机的关键部位，实现对机重要运行部件的精确控制与测量，包括气流、声学、力学等方面，提供及时的信息与对执行部件的实时控制，在确保飞机飞行的平稳的同时，最大限度地抑制飞机飞行产生的噪音，并实现对飞机燃料的高效利用。在宇航中，关于星际物质与生命起源的探测方面，可应用全集成气相色谱微系统，将其散布于太空中，达到探测目的。同时，将特制微机器人传送至特定星球，并围绕星球飞行，由配置的摄像系统协助轨道器，绘制出相关星球的地形地貌特征。 4.5惯性MEMS器件产品 微加速器与微型陀螺为当前惯MEMS器件的主要产品，已被广泛应用于汽车制造领域内。商用微型加速度计运动部件具备高质、高灵敏度、重量轻等优点。其测量精度高达1mg，能有效实现对千分之几的重力加速度的测量。目前，传统的机电式加速度传感器市场正逐步被微加速度计所占领，并随着汽车安全气囊系统的不断普及，呈现出迅猛增长趋势。 4.6无线传感器网络 无线传感器网络综合了现代传感器技术、微电子技术、通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术等多个学科，是新兴的交叉研究领域，具有重要的科研价值和广泛的应用前景，引起了全世界范围的广泛关注。我国在WSN方面也开展了大量研究工作并取得了许多研究成果，目前正进一步加大力度推进传感网的研究和应用。

电路 板被很多人誉为电子产品之母， 它 是计算机、手机等消费电子产品的关键部件，在医疗、航空、新能源、汽车等行业有着广泛应用。近年来，电动汽车、电力机车以及半导体照明、航空航天、卫星通信等进入高速发展阶段，电子器件向大功率化，高频化、集成化方向发展，其元器件在工作过程中会产生大量的热量，这些热量如不能及时散去将影响芯片的工作效率，甚至造成半导体 器件 损坏而失效 ——对电子器件而言，通常温度每升高 10 ℃，器件有效寿命就降低 30%-50% ，因此，为保证电子器件工作过程的稳定性，对电路板的散热能力提出了更高的要求。目前市场上的 PCB 从材料大类上来分，主要可以分为三种， 普通 PCB 基板，金属基板，陶瓷基板。本文将重点讨论 陶瓷基板 、普通 PCB 基板 、 金属基板这三种常见的电子基板 ， 比较他们 的 优劣，并 分析三种基板 各自的应用领域 。 陶瓷基板简介 陶瓷 基板是一种采用陶瓷材料制成的电子基板，属于无机材料，通常以氧化铝（ Al2O3 ）、氮化铝（ AlN ）和氮化硅（ Si3N4 ）等为主要成分，陶瓷基板具有良好的热导性、高频性和高温稳定性等特点，广泛应用于大功率、高频和高温等苛刻环境下的电子设备。 普通 PCB 简介 PCB 板（ Printed circuit board ），是指印刷电路板，是一种以绝缘基材料为基础，上面分布着导电图案的电子基板，根据层数的不同， PCB 板可以分为单面板 、 双面板和多层板， PCB 板具有良好的设计灵活性，成本低和制作简单等特点。是目前电子产业中最常用的基本类型。 金属基板简介 金属基板是由电路层（铜 箔 ），绝缘介质层和金属底板三部分构成，其中金属基材作为底板，表面上附上绝缘介质层，与基材上面的铜箔共同构成导通的线路，具有散热性和机械加工性能佳的特点，目前应用最广泛的是是铝基板，铜基板。 陶瓷基板、金属基板和普通 PCB 板的区别与优劣 1. 材料与热导性能 斯利通陶 瓷基板采用陶瓷材料制成， 是无机材料， 热导率高，对热量的传导和散热能力强。氧化铝（ Al2O3 ）的热导率为 25-35w/m . k, 氮化铝（ AlN ）的热导率为 170-230w/m . k ，氮化硅（ Si3N4 ）的热导率为 80-100w/m . k 。 普通 PCB 的基材为绝缘材料，热导率低，热量的传导和散热能力较弱。 F R -4 的热导率为 0.3-0.4 w/m . k. 金属基板的基材为金属材料，热导率较高，铝基板的热导率为 0.7- 3 w/m . k 。铜基板的热导率为 300-400w/m . k ，主要用于汽车前灯，尾灯，无人机，但铜的价格昂贵，成本高，绝缘性差 . 2. 电气性能和高频性 陶瓷基板具有较 高 的介电常数和介电损耗，使其在高频电路中具有优异的电气性能。氧化铝（ Al2O3 ）的介电常数： 9-10 ，介质损耗： 3 -10 ；氮化铝（ AlN ）的介电常数： 8-10 ，介质损耗： 3-10 ；氮化硅（ Si3N4 ）的介电常数： 8 -10 ，介质损耗： 0.001-0.1 。 普通 PCB 板的介电常数和介质损耗相对较 低 ，导致在高频电路中电气性能较差， PCB 的介电常数： 4.0-5.0 ，介质损耗： 0.02 --0.04 . 金属 基板 的 介 电常数和介质损耗也相对较低，在高频电路中也具有较好的电器性能， 铜基板 的 介 电常数 ： 3.0-6.0 ， 介质损耗 ： 0.01--0.03 铝基板的 介电 常数 ： 2.5 - - 6 .0 ， 介质损耗 ： 0.01--0.04 3. 机械强度与可靠性 陶瓷基板具有较高的机械强度和抗弯曲性，同时在高温环境下和恶劣环境下有较高的可靠性和稳定性，氧化铝（ Al2O3 ）的机械强度： 300Mpa-350Mpa ，氮化铝（ AlN ）的机械强度： 300Mpa-400Mpa ，氮化硅（ Si3N4 ）的机械强度 600Mpa-800Mpa. 普通 PCB 的机械强度较低，容易受到温度和湿度等因素的影响，导致其在高温和潮湿 的 环境下可靠性降低。 普通 PCB 的机械强度 8 Mpa- 500 Mpa ， ： 金属基板的机械强度较高，电子产品在工作 时 具有较高的散热性和电磁屏蔽性， 铜基板 的机械强度 ： 6 00 - 8 00Mpa ， 铝基板的机械强度 ： 2 00Mpa- 3 00Mpa. 4. 成本与设计的灵活性 普通 PCB 基板在制作工艺和设计灵活性方面具有明显优势，由于其基材为绝缘材料，制作成本较低，并且可根据需求设计各种层数的印刷电路板； 铝基板的制作成本比较低，可以改善电路层面的散热。铜基板的导热性能很强，但铜的价格较贵，导致铜基板的制作成本较高，金属基板的绝缘性能很差，设计也有一定的局限性； 陶瓷基板相对普通 PCB 、铝基板的制作成本比较高，设计的灵活性也相对较低。 由于陶瓷基板，金属基板和普通 PCB 板各自的特点，导致他们在应用领域有一定的差异。 陶瓷 基板 由于其优异的热导性，高频特性和高温稳定性，更适用于大功率，高频和高温等苛刻环境下的电子设备，如通信设备，汽车电子，激光器，医疗设备等领域。同时，陶瓷基板在高端 LED 照明，太阳能光伏等产业有广泛应用 。 金属基板有一定的导（散）热，电磁屏蔽，尺寸 稳定等性能 ，近年来，在通信电源，汽车，摩托车，电动机，电器，办公自动化等领域得到了广泛的应用 普通 PCB 板因其成本 低， 设计灵活性好，适用于各类电子设备的 基板 ，特别是对成本和设计灵活性要求较高的消费电子产品，如 ： 手机，平板电脑，家用电器等领域。此外， PCB 板在工业控制，航空航天等领域也有一定的应用。 陶瓷基板 、 金属基板与 普通 PCB 板分别代表了三种不同类型的电子基板，各自具有一定的优劣。陶瓷基板在热导性，高频性和高温稳定性方面表现出色，适用于大功率和高频等苛刻环境下的电子设备 。 金属基板具有一定的导热性能，铝基板的导热率 、 成本较低，铜基板的热导率高，但铜的价格较贵，成本较高，绝缘性很差，需要做绝缘层处理，适用于一般导（散）热，电磁屏蔽，尺寸稳定等性能的电子产品。而 PCB 板以其成本低，设计灵活性好等优点，在消费电子领域应用广泛。 斯利通建议 在实际应用中需要根据产品的性能需求，使用环境，成本预算和设计要求等因素，合理选择 陶瓷封装基板 、 金属基板或 普通 PCB 板，以满足不同场景的需求。

随着科技的不断进步， 半导体制冷片 在各种领域中得到了广泛的应用。而陶瓷基板 DPC工艺作为一种先进的制作技术，在半导体制冷片制作中具有显著的优势。本文将从多个方面介绍陶瓷基板DPC工艺在半导体制冷片中的应用和优势。 1 绿色环保 不需要任何制冷剂，没有污染源；可连续工作，没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件，是一种固体片件； 2 无噪音 与传统的机械式制冷器件不同，热电制冷器在工作过程中基本上不会产生任何电子干扰信号，它可以与敏感的电子感应器相连接，并不会干扰其工作。另外，它在运行过程中也不会产生任何噪音； 3 制冷&制热快速切换 半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，且制冷和制热可以快速切换，因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。 4 精准控温 半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现在 0.1 ℃范围内精确地控制温度。再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。 5 高可靠性 由于全部为固态基构造，热电制冷器具有很高的可靠性。尽管某种程度上与应用条件有关，但是典型热电制冷器的寿命一般可以达到 200,000小时以上。 6 降低到环境温度以下 传统的散热器需要将温度升高到环境温度以上才可以使用，与其不同的是热电制冷器具有将物体温度降低到环境温度以下的能力。 首先，陶瓷基板 DPC工艺具有更高的热稳定性。半导体制冷片在运行过程中会产生大量的热量，如果散热不良，会导致制冷片温度过高，从而影响其制冷效果。而陶瓷基板DPC工艺具有高热导率，能够有效传导热量，提高散热效率。这使得陶瓷基板DPC工艺制作的半导体制冷片具有更好的热稳定性，能够在高温环境下长时间稳定运行。 其次，陶瓷基板具有更好的机械性能。半导体制冷片在运行过程中会受到各种应力的作用，如果机械性能不良，会导致制冷片损坏或失效。而陶瓷基板的机械强度高，能够更好地承受应力的作用，从而提高半导体制冷片的机械性能和可靠性。 此外，陶瓷基板 DPC工艺还具有更低的电阻率和更小的表面张力。这些优势使得陶瓷基板DPC工艺在制作精密制冷片时能够更好地控制电流和热量分布，从而提高制冷效果和能源利用率。 半导体精密 制冷片线宽、线距要求控制在 ±10-20um以内，这就需要在线路加工时曝光精度要求高，需要使用CCD或者LDI曝光机俩控制线路精度，另外在蚀刻时线宽线距需要控制在中值。 而 DPC薄膜工艺的陶瓷电路板是通过磁控溅射在陶瓷表面溅射覆铜，铜层薄利于制作更精密的线宽线距。 最后，通过案例分析，我们可以发现陶瓷基板 DPC工艺在半导体制冷片中的应用效果显著。例如，某公司采用陶瓷基板DPC工艺制作了一种高精度、高稳定的半导体制冷片，应用于医疗设备中。在使用过程中，该半导体制冷片表现出了出色的制冷效果和稳定性，得到了用户的高度评价。 综上所述，陶瓷基板 DPC工艺在半导体制冷片制作中具有显著的优势。它具有更高的热稳定性、更好的机械性能、更低的电阻率和更小的表面张力。这些优势使得 陶瓷基板DPC工艺 制作的半导体制冷片具有更高的制冷效果和更好的稳定性，能够满足各种领域的应用需求 ， 相信它会在未来的应用中发挥更加重要的作用。 举报/反馈

半导体陶瓷基板 外形切割主要分为 激光切割与水刀切割 ， 它们在切割 原理、特点 、 优缺点 等方面存在一些区别。下面就让我们来详细了解一下这两种切割方法的区别。 一、激光切割 1. 激光切割的 原理 激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。 2. 激光切割的分类 1）气化切割 激光气化切割多用于极薄 金属材料 和 非金属材料 （如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。 2）熔化切割 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如 不锈钢 、钛、铝及其合金等。 3） 氧气切割 激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。 4）划片与控制断裂 激光划片是利用高 能量密度 的激光在 脆性材料 的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为 Q开关 激光器和 CO2激光器 。 控制断裂是利用 激光刻槽 时所产生的陡峭的 温度分布 ，在脆性材料中产生局部 热应力 ，使材料沿小槽断开。 二、水刀切割 划片刀 (Wafer Saw)主要由电铸镍基结合剂、金刚石/类金刚石等硬质颗粒组成。切割时由主轴带动刀片高速旋转获得高刚性，从而去除材料实现切割。由于刀片具有一定的厚度，要求划片线宽较大。 金刚石 划片刀能够达到的最小切割线宽为25~35um。切割不同材质、厚度的晶圆，需要更换不同的刀具。在旋转砂轮式划片过程中，需要采用去离子水对刀片进行冷却，并带走切割后产生的硅渣碎屑。 1、划片刀结构特点 划片刀表面粗粘，有凸起的硬质颗粒和刀口，划片刀的刀尖表面粗糙，刃部近似矩形，与水平面的夹角日接近 0°， 而 普通刀具，刀尖表面较为光滑，刃部尖锐，刀尖与水平面的夹角 较大 ; 2、高速转动 普通刀具利用锋锐尖端在物体表面施加集中应力 ,可直接分裂物体进行切割。划片刀与普通刀具不同。因为本身结构、材质特性,在静态或低速转动时,划片刀无法实现切割,必须高速旋转获得高刚度,从而以碾碎去除材料的形式实现切割(见 下图 )。在这种切割方式下，金刚石刀片以3000~40000r/min的高转速切割晶圆划片槽。同时，承载着晶圆的丁作台以一定的速度沿刀片与晶圆接触点的切线方向呈直线运动，切割晶圆产生的硅屑被去离子水冲走。 3、刀口 刀口是经磨刀后在刃部形成的，由顺刀方向硬质颗粒及其与结合剂尾端间的细微凹槽或空洞组成，其根据刀片配方不同而变化。刀口具有排屑和冷却的作用，刀口的存在使刀片切割能力得以维持。 4、划片刀切割机理 1.撞击 切割硅等硬脆性材料时，刀片依靠高速旋转使金刚石等硬质颗粒高频撞击晶圆，在表面形成微裂纹，压碎后利用刀口将碎屑带走。 2.刮除 切割延展性金属材料时，刀口持续刮擦物体表面，将表面拉毛，刮除，并将碎屑排除。 硬质颗粒的撞击和刀口的刮擦使材料能够从物体表面剥离，同时刀口能够将碎屑及时排除。这两者协同作用以保持物体表面材料被持续剥离，达到切割的效果。 3 、刀片磨损 基于刀片切割运动形式（高速旋转、水平进给）及工作环境（去离子水及添加剂），刀片主要受以下作用影响： 1）机械应力，法向、切向压力及切屑的摩擦力。 2）热应力，摩擦导致的温升热应力。 3）化学腐蚀，切割水酸碱度（pH值）及化学物质反应。 在一般情况下刀片连续切割，主要考虑机械应力导致的磨损。划片刀的组成、结构特点、运动模式和工作环境，决定刀片磨损主要为硬质颗粒断裂和结合剂磨耗两种模式。 三、 优缺点对比