陶瓷封装材料讲稿
《陶瓷包装材料》课件
破碎与磨细
将原料破碎成小块，然后通过 球磨机或砂磨机进行磨细，使 原料达到一定的细度和粒度分 布。
除铁与除渣
通过磁选和浮选去除粉体中的 铁杂质和颗粒物，提高粉体的 纯度和质量。
干燥与除湿
将制备好的粉体进行干燥处理 ，去除水分和其他挥发性组分 ，确保粉体的稳定性和干燥度
。
成型工艺
塑性成型
通过将粉体与适量的水、粘土等添加 剂混合，形成塑性泥料，然后通过压 滤、挤压、滚压等方式成型。
彩印与贴花
在陶瓷包装材料表面进行 彩印或贴花处理，以提高 产品的附加值和市场竞争 力。
包装与运输
对烧成的陶瓷包装材料进 行包装和运输，确保产品 在运输过程中不受损坏。
06
陶瓷包装材料的未来发展前景
高性能陶瓷包装材料的研究与开发
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着科技的不断进步，高性能陶瓷包装材料的研究与开发 成为未来的重要趋势。
详细描述
除了上述几种应用案例外，陶瓷包装材料还 广泛应用于其他领域，如航空航天、汽车制 造、体育器材等。例如，碳化硅陶瓷具有轻 质、高强度、良好的隔热性能等特点，因此 在航空航天领域得到广泛应用，可以作为飞
机和卫星的隔热材料和结构材料。
05
陶瓷包装材料的生产工艺
粉体制备
原料选择
选择优质原料，如高岭土、瓷 石等，确保粉体的纯净度和化
根据不同的陶瓷包装材料和生产工艺，选 择合适的烧成气氛（氧化气氛、还原气氛 或中性气氛）。
烧成周期
烧成设备
控制好烧成周期和冷却速率，使陶瓷包装 材料在烧成过程中得到充分的烧结和相变 。
根据生产规模和产品要求，选择合适的烧 成设备，如隧道窑、辊道窑、梭式窑等。
第八章陶瓷封装
（1）与塑料封装相比较，它的工艺温度较高，成本较高；
（2）工艺自动化与薄型化封装的能力逊于塑料封装；
（3）其具有较高的脆性，易致应力损害； （4）在需要低介电常数与高连线密度的封装中，其必须与薄膜封装技术竞争
第1页，共39页。
陶瓷与塑料封装的工艺流程
半导体用NTK陶瓷封装材料(封装管壳)
第2页，共39页。
3～5
（W/m·℃） 18 20 37 30 270 230 240 600
2000 400
5
（℃） 1 500 1 600 1 600 1 600 2 000 1 900 2 000 >2 000 >2 000 ～1 000 1 000
（MPa） ～300 400 620 — 450
350～400 241 — — 300 150
接受的产品；正常使用寿命区代表客户可以接受的产品；耐用区指性能特别好，特别耐用的产 品。由图上的浴缸曲线可见，在早夭区和耐用区，产品的不良率一般比较高。在正常使用 区，才有比较稳定的良率。大部分产品都是在正常使用区的。可靠性测试就是为了分辨产 品是否属于正常使用区的测试，解决早期开发中产品不稳定，良率低等问题，提高技术， 使封装生产线达到高良率，稳定运行的目的。
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9.1 塑料封装的材料
热硬化型（Thermosets）与热塑型（Thermoplastics）高分子材料均可应用于塑胶封装的铸膜成型，
酚醛树脂、硅胶等热硬化型塑胶为塑料封装最主要的材料，它们都有优异的铸膜成型特性，但也各具有某 些影响封装可靠度的缺点。
塑料封装的铸膜材料一般由酚醛树脂（Novolac Epoxy Resin）、加速剂（Accelerator，或 称为Kicker）、硬化剂（Curing Agent，或称为Hardener）、催化剂（Catalyst）、耦合剂
第5章-功能陶瓷材料备课讲稿
在先进陶瓷阶段，陶瓷制备技术飞速发展。 在成形方面，有等静压成形、热压注成形、注 射成形、离心注浆成形、压力注浆成形等成形方法； 在烧结方面，则有热压烧结、热等静压烧结、 反应烧结、快速烧结、微波烧结、自蔓延烧结等。
在先进陶瓷阶段，采用的原料已不再使用或 很少使用黏土等传统原料，而已扩大到化工原料 和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非氧化物原料， 组成范围也延伸到无机非金属材料范围。
此时可认为，广义的陶瓷概念已 是用陶瓷生产方法制造的无机非金属 固体材料和制品的统称。
但是，这一阶段的先进陶瓷，无论从 原料、显微结构中所体现的晶粒、晶界、 气孔、缺陷等在尺度上还只是处在微米级 的水平，故又可称之为微米级先进陶瓷。
纳米陶瓷阶段
到20世纪90年代，陶瓷研究已进入第三个阶 段--纳米陶瓷阶段。
从原始瓷器的出现到近代的传统陶 瓷，这一阶段持续了四千余年。
先进陶瓷阶段
20世纪以来，随着人类对宇宙的探索、原子 能工业的兴起和电子工业的迅速发展，从性质、 品种到质量等方面，对陶瓷材料均提出越来越高 的要求。从而，促使陶瓷材料发展成为一系列具 有特殊功能的无机非金属材料。
如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶 瓷等各种高温和功能陶瓷。
溶胶－凝胶法的不同途径
气相法
气相法包括气相反应合成(又称气相沉淀法，CVD 法)、气相热分解法和蒸发－凝聚法等。
气相反应合成法，可生成薄膜、晶须、晶粒、颗 粒和超细颗粒
气相热分解法在制备金属超细粉末中应用非常普 遍，可制取Ni粉和Fe粉以及化合物粉末
蒸发－凝集法则是将原料用电弧或等离子流等加 热至高温，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰 与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝 聚称微粒状物料的方法。
硼化物粉末的制备：
陶瓷封装材料
陶瓷封装材料陶瓷封装材料是一种高性能材料，常常用于电子元件和半导体器件的封装中。
它具有优异的机械、化学和物理性能，可在宽温度范围内提供优异的电性能和耐用性。
本文将从材料的组成、性质及应用角度，详细介绍陶瓷封装材料的相关信息。
一、材料的组成陶瓷封装材料是由多种化合物组成的复合材料，其主要成分为氧化铝、氧化铝氧氮、硅酸盐、氧化锆和二氧化硅等。
在此基础上，还可以添加其他各种有机化学物和无机成份，以提高其性能和可塑性。
这些材料可以通过不同的加工方法，例如高温烧结、压制和注塑等，制成各种尺寸和形状的封装件。
二、性质特点1.优异的耐用性陶瓷封装材料的硬度和抗磨损性非常高，甚至能够耐受极端环境中的磨损和冲击。
这使得它在恶劣应用环境下仍能保持良好的稳定性和可靠性。
2.良好的耐温性陶瓷封装材料具有较高的熔点和良好的热稳定性，可以在高温（800℃以上）环境下稳定运行，并且不会因热膨胀系数的变化而导致微小断裂。
3.优良的化学性质陶瓷封装材料不会受到常见的化学物质的腐蚀和损害，因此在各种化学环境中也能保持稳定性。
4.优异的绝缘性能陶瓷封装材料具有出色的电绝缘性，能够在高电场下承受高压而不导电，从而保护其内部的器件。
5.优良的热导性能陶瓷材料通常具有良好的热导性能，并且可以通过改变材料的成分和结构，进一步提高其热导率，确保被封装器件的散热效果。
陶瓷封装材料可以通过不同的加工方式，制成各种形状和尺寸的封装器件，以满足不同应用需求。
三、应用领域陶瓷封装材料在各种电子元件和半导体器件中的应用非常普遍，如晶体管、集成电路、二极管、传感器、热电偶、电容器和电阻器等。
在集成电路（IC）中，陶瓷封装材料被广泛应用，以确保器件的稳定性和可靠性。
此外，它还可以用于振荡器、放大器、滤波器、变频器和逆变器等各种应用中。
总之，陶瓷封装材料以其优异的性能和可靠性在电子元件和半导体器件中得到了广泛的应用。
未来，随着先进制造技术和新型材料的不断涌现，陶瓷封装材料将会进一步发挥其独特的优势，在电子领域中展现更为广泛的应用前景。
半导体精密陶瓷材料-概述说明以及解释
半导体精密陶瓷材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述半导体精密陶瓷材料是一种关键的材料，具有优异的电性能、热性能和化学稳定性。
随着半导体行业的发展，对于高性能、高可靠性的材料需求越来越迫切，半导体精密陶瓷材料因其独特的性能被广泛应用于半导体制造领域。
本文将介绍半导体材料的特点及精密陶瓷的应用领域，重点讨论半导体精密陶瓷材料的制备方法。
最后，文章将总结半导体精密陶瓷材料在半导体行业中的重要性，展望其未来发展方向。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解半导体精密陶瓷材料的现状和未来发展趋势。
1.2 文章结构:本文将首先介绍半导体材料的特点，包括其在电子行业中的重要性和特殊性。
接着将探讨精密陶瓷在各个应用领域中的作用，重点分析其在半导体行业中的应用。
最后，将详细介绍半导体精密陶瓷材料的制备方法，包括制备工艺和技术要点。
通过本文的阐述，读者将能够更深入地了解半导体精密陶瓷材料在电子行业中的重要性和广泛应用，同时也能够了解其制备方法和未来发展方向，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1.3 目的本文的主要目的是介绍和探讨半导体精密陶瓷材料的重要性和应用领域。
通过对半导体材料特点、精密陶瓷的应用领域和制备方法等方面的深入探讨，旨在帮助读者深入了解这一领域的知识和技术。
同时，也旨在强调半导体精密陶瓷材料在现代科技领域的重要作用，以及展望未来该领域的发展方向，为相关研究和应用提供参考和启示。
通过本文的阐述和总结，希望能够激发读者对半导体精密陶瓷材料的兴趣，促进该领域的进一步研究和应用。
2.正文2.1 半导体材料的特点半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料。
其特点主要包括以下几个方面：1. 高阻值：半导体材料的电阻值比金属导体高，但比绝缘体低，具有一定的导电性能。
2. 负温度系数：半导体材料在特定温度范围内，随温度的升高，电阻值会减小，且升温对其导电性具有促进作用。
3. 非线性电阻特性：半导体材料在一定范围内，电阻值不随电压的变化而线性变化，呈现出非线性电阻特性。
Al—Si—O系陶瓷基电子封装材料粉体的制备
目录摘要 (1)Abstract (3)1 绪论 (5)1.1 陶瓷封装材料 (6)1.2 金属基电子封装材料简介 (6)1.3 氧化铝陶瓷电子封装基片特点 (7)1.4 Al-Si-O复合粉体制备方法 (7)1.5 喷雾干燥原理及特点 (10)1.6 粉体包覆技术 (11)1.7 研究目的和意义及研究内容 (12)1.7.1 研究目的及意义 (12)1.7.2 研究的内容 (12)2 实验部分 (13)2.1 实验原料 (13)2.2 实验步骤 (13)2.2.1 溶胶凝胶法制备二氧化硅 (13)2.2.2 SiO2表面包覆Al2O3的研究 (14)2.3 溶胶凝胶法制备二氧化硅粉体 (15)2.4 样品的表征方法 (15)2.4.1 XRD分析 (15)2.4.2 扫描电镜分析（SEM） (16)2.4.3 透射电镜分析（TEM） (16)2.4.4 X射线能量色散谱分析 (17)2.5 实验用主要仪器设备 (17)3 实验结果与分析 (19)3.1 溶胶凝胶法制备二氧化硅 (19)3.1.1 溶胶凝胶-喷雾干燥制备二氧化硅的XRD谱 (19)3.1.2溶胶凝胶-喷雾干燥制备二氧化硅的SEM图 (19)3.2 非均相成核法制备氧化铝包覆二氧化硅复合粉体 (21)3.2.1 不同浓度硝酸铝滴加生成的粉体TEM照片 (21)3.2.2不同浓度硝酸铝滴定生成的粉体SEM照片 (23)3.2.3 烧结后粉体的SEM图、XRD和能谱分析图 (24)结论 (27)致谢............................................. 错误！未定义书签。
[参考文献]......................................... 错误！未定义书签。
Al-Si-O系陶瓷基电子封装材料粉体的制备摘要：电子封装材料是指用作基片、底板、外壳等来支撑和保护半导体芯片和电子电路等，同时又起到散热和/或导电的作用的一类材料的总称。
陶瓷封装——精选推荐
1摘要塑料封装的散热性、耐热性、密封性虽逊于陶瓷封装和金属封装，但塑料封装具有低成本、薄型化、工艺较为简单、适合自动化生产等优点，它的应用范围极广，从一般的消费性电子产品到精密的超高速电脑中随处可见，也是目前微电子工业使用最多的封装方法。
塑料封装的成品可靠度虽不如陶瓷，但数十年来材料与工艺技术的进步，这一缺点已获得相当大的改善，塑料封装在未来的电子封装技术中扮演的角色越来越重要。
2关键词塑料封装技术、与塑封成型的缺陷有关的失效模式、塑料封装的可靠性试验3 塑料封装技术3.1 塑料封装材料热硬化型与热塑型高分子材料均可用于塑胶封装的铸膜成形，酚醛树脂、硅胶等热硬化型塑胶为塑料封装最主要的材料，它们都有优异的铸膜成形特性，但也各具有某些影响封装可靠性的缺点。
塑料封装的铸膜材料一般有酚醛树脂、加速剂、硬化剂、催化剂、耦合剂、无机填充剂、阻燃剂、模具松脱剂及黑色色素等成分组成。
塑封器件封装材料主要是环氧模塑料。
环氧模塑料是以环氧树脂为基体树脂，以酚醛树脂为固化剂，再加上一些填料，如填充剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂等微量组分，在热和固化剂的作用下环氧树脂的环氧基开环与酚醛树脂发生化学反应，产生交联固化作用使之成为热固性塑料。
环氧树脂的种类和它所占比例的不同，直接影响着环氧模塑料的流动特性、热性能和电特性。
综上所述，塑封的选材直接影响了塑封的可靠性，所以完成塑封要做好选材的准备。
3.2 塑料封装的方法塑料封装可利用转移铸膜、轴向喷洒涂胶与反应射出成型等方法制成，虽然工艺有别，但原料的准备于特性的需求有共通之处。
转移铸膜是塑料封装最常见的密封工艺技术。
已经完成芯片黏结及打线接合的IC芯片与引脚置于可加热的铸孔中，利用铸膜机的挤制杆将预热软化的铸膜材料经闸口与流道压入模具腔体的铸孔中，在温度约175℃，1~3min的热处理使铸膜材料产生硬化成型反应。
封装元器件自铸膜中推出后，通常需要再施予4~16h，175℃的热处理以使铸膜材料完全硬化。
《陶瓷包装材料》课件
欢迎来到我们的《陶瓷包装材料》PPT课件！陶瓷包装材料在现代包装行业中 发挥着重要的作用。让我们一起来了解陶瓷包装材料的制备、特点和应用领 域吧！
简介
陶瓷包装材料是一种在包装行业中广泛使用的材料。通过对陶瓷的改良和制 备工艺的提升，陶瓷包装材料具有许多独特的特点。
陶瓷包装材料的制备
1 原料选取
食品包装
陶瓷包装材料能够抵 抗高温和化学品的侵 蚀，被用于食品包装， 保持食品的新鲜和卫 生。
陶瓷包装材料的优缺点
优点
陶瓷包装材料具有高强度、耐腐蚀、无毒、防火等 优点，能够保护包装物品的安全和完整性。
缺点
由于陶瓷包装材料的生产工艺较为复杂，成本相对 较高，制造过程中还存在一定的能源浪费。
陶瓷包装材料趋势
陶瓷包装材料的应用领域
医药包装
陶瓷包装材料具有优 异的耐腐蚀性和无毒 性，被广泛应用于医 药领域，保证药品的 安全和效果。
电子产品包装
陶瓷包装材料的高温 耐性和电绝缘性能使 其成为电子产品包装 的理想选择，保护电 子元件的稳定性和可 靠性。
化妆品包装
陶瓷包装材料的高贵 和耐用性使其成为高 端化妆品的包装材料， 提升产品的质感和品 牌形象。
选择高质量的陶瓷原料， 如瓷土和瓷砂，以确保最 终产品的质量和可靠性。
2 制备工艺流程
通过混合、成型、干燥和 烧结等环节，将原料转化 为具有特定形状和性能的 陶瓷包装材料。
3 陶瓷包装材料的生产
工艺
利用压制、注塑、压铸等 工艺，生产各种形状和规 格的陶瓷包装材料，以满 足不同行业的需求。
陶瓷包装材料的种类
陶瓷复合材料
将陶瓷与其他材料结合，提高强度和耐用性， 适用于各种包装需求。
陶瓷封装工艺
陶瓷封装工艺陶瓷封装工艺是一种常见的电子元件封装工艺，它主要应用于需要高温、高频、高压等特殊环境下的电子元件。
陶瓷材料具有优异的耐热、耐腐蚀、耐磨损和绝缘性能，因此被广泛应用于电子器件的封装中。
陶瓷封装工艺主要包括以下几个步骤：材料准备、成型、烧结、金属化和测试。
首先，需要选择合适的陶瓷材料，常见的有氧化铝、氮化硼和氧化锆等。
这些材料具有不同的特性，可以根据不同的需求选择合适的材料。
在成型阶段，通常采用注塑成型或压坯成型的方式。
注塑成型是将陶瓷粉末与有机物混合后，在高温高压下注塑成型，然后经过脱模、修整等工艺得到所需形状的陶瓷基片。
压坯成型则是将陶瓷粉末放入模具中，通过压力将粉末固化成坯体，再进行后续加工。
烧结是陶瓷封装工艺中非常重要的一步。
通过高温处理，使陶瓷基片中的颗粒相互结合，形成致密的陶瓷材料。
烧结条件的控制对于陶瓷的性能有着重要的影响，需要控制适当的温度、保温时间和气氛等参数。
在金属化阶段，通常使用金属薄膜或金属粘结剂将电极与陶瓷基片连接起来。
金属薄膜可以通过物理蒸发、溅射等方式形成，而金属粘结剂则是将金属粉末与有机物混合后，通过热处理使其固化。
需要对陶瓷封装件进行测试，以确保其满足设计要求。
常见的测试项目包括外观检查、尺寸测量、电性能测试等。
通过这些测试可以评估陶瓷封装件的质量和可靠性。
陶瓷封装工艺具有许多优点。
首先，陶瓷材料的高温稳定性使得封装件可以在高温环境下正常工作。
其次，陶瓷材料的绝缘性能可以有效地防止电子元件之间的相互干扰。
此外，陶瓷材料还具有良好的耐腐蚀性和机械强度，可以在恶劣的工作环境下长期稳定运行。
然而，陶瓷封装工艺也存在一些限制。
首先，陶瓷材料的加工难度较大，尤其是在形状复杂的情况下。
其次，陶瓷材料的成本相对较高，因此在一些应用中可能会受到成本的限制。
陶瓷封装工艺是一种重要的电子元件封装工艺，它具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，陶瓷封装工艺将进一步完善和应用，为电子器件的性能提升和应用拓展提供更好的支持。
第八章 陶瓷封装
第十章 气密性封装
气密性封装是集成电路芯片封装技术的关键之一。 气密性封装 所谓气密性封装是指完全能够防止污染物（液体或 固体）的侵入和腐蚀的封装。
10.1 气密性封装的必要性 气密性封装可以大大提高电路，特别是有源器件的可靠性。有源器 件对很多潜在的失效机理都很敏感，如腐蚀，可能受到水汽的 侵蚀，会从钝化的氧化物中浸出磷而形成磷酸，这样又会侵蚀 铝键合焊盘。
测试项目简称 Precon test T/C Test T/S Test HTST Test T&H Test PCT Test
表8.1 陶瓷材料的基本特性比较
8.3 陶瓷封装工艺
图8.2 氧化铝陶瓷封装的流程
8.4 其他陶瓷封装材料
近年来，陶瓷封装虽面临塑胶封装的强力竞争而不再是使用数量最多 的封装方法，但陶瓷封装仍然是高可靠度需求的封装最主要的方法。 各种新型的陶瓷封装材料，如氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、 氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、 氮化铝 钻石等材料也相继地被开发出来以使陶瓷封装能有更优质信号传输、 钻石 热膨胀特性、热传导与电气特性。
图（11.1）所示的统计学上的浴盆曲线 浴盆曲线（Bathtub Curve）很清晰地描述 浴盆曲线 了生产厂商对产品可靠性的控制 生产厂商对产品可靠性的控制，也同步描述了客户对可靠性的需求 客户对可靠性的需求。 生产厂商对产品可靠性的控制 客户对可靠性的需求
早夭区
正常使用寿命区
耐用区
可靠性比较低
反应式射出成型工艺能免除传输铸膜工艺的缺点，其优点 优点有： 反应式射出成型 优点 （1）能源成本低； （2）低铸膜压力（约0.3～0.5 Mpa），能减低倒线发生的机会； （3）使用的原料一般有较佳的芯片表面润湿能力； （4）适用于以TAB连线的IC芯片密封； （5）可使用热固化型与热塑型材料进行铸膜。 反应式射出成型工艺的缺点 缺点则为： 缺点 （1）原料须均匀地搅拌； （2）目前尚无一标准化的树脂原料为电子封装业者所接受。
封装基板和陶瓷封装材料-概述说明以及解释
封装基板和陶瓷封装材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述封装基板和陶瓷封装材料在现代电子行业中起着至关重要的作用。
封装基板是电子器件的核心组成部分之一，它不仅提供了电气连接和机械支撑，还为电子元件提供了有效的热管理和保护。
而陶瓷封装材料作为封装基板的一种常见选择，具有优异的物理性能和电学性能，被广泛应用于各种高性能电子设备中。
在现代电子技术的飞速发展下，电子器件和芯片的尺寸不断缩小，功耗不断增加。
因此，对封装基板和陶瓷封装材料提出了更高的要求。
封装基板需要具备优异的导电性、散热性和机械强度，以保证电子元件的正常运行。
陶瓷封装材料则需要具备高温稳定性、低介电常数和低介电损耗等特性，以提供良好的电气性能和信号传输能力。
封装基板和陶瓷封装材料的应用领域非常广泛。
它们在通信、计算机、消费电子、汽车电子等领域都有重要的地位。
封装基板在电子设备的制造和组装过程中起着关键作用，能够提高设备的可靠性和稳定性。
而陶瓷封装材料则被广泛应用于功率模块、射频（RF）电路、嵌入式电容器等高性能电子器件中，为其提供了良好的保护和支撑。
随着电子行业的不断发展和技术的创新，封装基板和陶瓷封装材料也在不断演进和完善。
新型的封装基板材料和陶瓷材料不断涌现，以满足高速、高频、高功率等特殊应用场景的需求。
未来，随着电子设备的更加智能化和多功能化，封装基板和陶瓷封装材料将扮演着更为重要的角色，在推动电子技术的发展和创新方面发挥着不可忽视的作用。
通过本文将详细介绍封装基板和陶瓷封装材料的定义、原理、应用和特性，以及其在电子行业中的重要性和未来发展趋势。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行论述，以便深入探讨封装基板和陶瓷封装材料的相关知识。
具体结构如下：第一部分是引言，该部分将对本文主要内容进行概述，介绍封装基板和陶瓷封装材料的重要性和应用领域。
同时，我们还将明确文章的目的，即为读者提供全面的了解和认识这两个领域的知识。
第8章-陶瓷封装
缺点：装配时尺寸精度差、介电系数 高、价格昂贵； • 具有较高的脆性，易致引力损害。
1
陶瓷封装的工艺流程
分为两个阶段：
① 封装底座制作：生瓷片底板成型—金属化、 电镀形成电极—瓷片叠层—烧结。 ② 形成封装体：粘片—键合—加强固定—封 盖。 • 烧结是陶瓷工艺基板成型的关键步骤；
陶瓷封装：
概念： 与金属封装一样，陶瓷封装也 是一种气密性的密封形式。价格 低于金属封装。封装体通常采用 的材料：Al2O3
第八章
陶瓷封装
特点：
气密性好，封装体的可靠性高； 优良的电性能，具有对复杂器件进行一体化封 装的能力； 导热性能好，可降低； 化学性能稳定：与盖板、引线之间是冶金连接 多层布线：具有最高的布线密度；已经可以达 到100层 高导热率：适合于需要散热能力强的器件，如 超级计算机的CPU 多种材料选择：Al2O3、AlN、BeO、莫来石 (3Al2O3+2SiO2) 制造工艺复杂
① 无机材料组成： ② 有机材料组成：
•
陶瓷基板可区分为：
• ① ② ③ • •
① 高温共烧型（9:1） ② 低温共烧型（1:3）
生胚片的制作方法： 刮刀成型法 干式压制成型 滚筒压制成型 将浆料经上述成型技术方法后，制成 生胚片。 一般生胚片的厚度约在0.2~0.28mm。
冲片： 叠压：制多层基板，需完成厚膜金属化的生 胚片进行叠压。 • 烧结：陶瓷基板成型中的关键工艺步骤。高 温与低温共烧条件虽不同，但目标一致：即 将有机成分烧除，无机材料烧结成为致密、 坚固的结构。 ① 高温共烧 ② 低温共烧 • •
• 表层电镀、：制作接合的针脚，供下一 层次的封装使用。 • 引线接合：一般将焊料置于引脚与金属 键合之间，加热至共晶温度进行。 总结：以氧化铝为基板的陶瓷封装工艺， 主要步骤。
电子封装用陶瓷基板材料及其制备工艺
电子封装用陶瓷基板材料及其制备工艺1. 电子封装用陶瓷基板材料及其制备工艺陶瓷基板由于其良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数和成本的不断降低，在电子封装特别是功率电子器件如IGBT（绝缘栅双极晶体管）、LD（激光二极管）、大功率LED（发光二极管）、CPV（聚焦型光伏）封装中的应用越来越广泛。
陶瓷基片主要包括氧化铍（BeO）、氧化铝（Al2O3）和氮化铝（AlN）、氮化硅（Si3N4）。
与其他陶瓷材料相比，Si3N4陶瓷基片具有很高的电绝缘性能和化学稳定性，热稳定性好，机械强度大，可用于制造高集成度大规模集成电路板。
几种陶瓷基片材料性能比较从结构与制造工艺而言，陶瓷基板又可分为HTCC、LTCC、TFC、DBC、DPC等。
高温共烧多层陶瓷基板（HTCC）HTCC，又称高温共烧多层陶瓷基板。
制备过程中先将陶瓷粉（Al2O3或AlN）加入有机黏结剂，混合均匀后成为膏状浆料，接着利用刮刀将浆料刮成片状，再通过干燥工艺使片状浆料形成生坯；然后依据各层的设计钻导通孔，采用丝网印刷金属浆料进行布线和填孔，最后将各生坯层叠加，置于高温炉（1600℃）中烧结而成。
此制备过程因为烧结温度较高，导致金属导体材料的选择受限（主要为熔点较高但导电性较差的钨、钼、锰等金属），制作成本高，热导率一般在20~200W/（m·℃）。
扫一扫加入行业通讯录提交申请后加小编微信：sunny135766，备注：申请通讯录低温共烧陶瓷基板（LTCC）LTCC，又称低温共烧陶瓷基板，其制备工艺与HTCC类似，只是在Al2O3粉中混入质量分数30%~50%的低熔点玻璃料，使烧结温度降低至850~900℃，因此可以采用导电率较好的金、银作为电极材料和布线材料。
因为LTCC采用丝网印刷技术制作金属线路，有可能因张网问题造成对位误差；而且多层陶瓷叠压烧结时还存在收缩比例差异问题，影响成品率。
为了提高LTCC导热性能，可在贴片区增加导热孔或导电孔，但成本增加。
8陶瓷封装
3、其它陶瓷封装材料
因为塑胶封装的冲击，陶瓷封装是用于高可靠度需求的封 装主流，开发出新型的陶瓷封装材料：氮化铝、碳化硅、氧 化铍、玻璃陶瓷、钻石等。
碳化硅：有优良的热传导率与极为接近硅的热膨胀系数、有 优良电绝缘性质。
利用SiO2+2C→SiC+CO2产生碳化硅，与适量的 氧化铍粉末和有机成分混合，用喷洒干燥法制成粉 粒后，用冷压制成薄圆板状，跟石墨镉片交互叠合 后，烧结而成。
氧化铍：有绝佳的热传导特性与低介电常数，是所有陶瓷氧 化物热传导率能高于金属的材料。适用于高热传或 高功率元器件的封装。但是有毒性。
3、其它陶瓷封装材料
因为塑胶封装的冲击，陶瓷封装是用于高可靠度需求的封 装主流，开发出新型的陶瓷封装材料：氮化铝、碳化硅、氧 化铍、玻璃陶瓷、钻石等。
玻璃陶瓷：利用成分的调整而改善其物理性质，可适合各种 电子封装的要求。但热传导率过低，要跟氧化铍、 氮化硅、人造钻石等混合烧结来提高玻璃陶瓷基板。
④在需要低介电常数与高连线密度的封装中，陶瓷封装必须 与薄膜封装竞争。
以氧化铝为封装基板的陶瓷封装
陶瓷基板的制作：把基板材料混合后球磨，得到基板的浆料， 再以刮刀成型技术制成生胚片，经过厚膜金属化、 烧结等工艺后制成基板。
陶瓷基板按烧结温度可分高温共烧型与低温共烧型。
浆料
有机材料
高分子黏结剂
塑化剂 有剂溶剂
钻石：具有优异的热传导率与的介电常数，用于基材，还 用于复合材料基板和黏结剂的填充剂 超高的硬度与耐磨耗性，使其可用于封装表面镀层 材料。
第八章 陶瓷封装
1、陶瓷封装的概述 2、陶瓷封装的工艺 3、其它陶瓷封装材料
1、陶瓷封装的概述
陶瓷在热、电、机械特性等方面很稳定，不仅可以作 为封装的封盖，还可以做产品重要的承载基板。
陶瓷封装外壳工作原理简述_概述说明以及解释
陶瓷封装外壳工作原理简述概述说明以及解释1. 引言1.1 概述陶瓷封装外壳是一种常见的电子器件封装材料，它具有优良的绝缘性能、高温稳定性和机械强度，被广泛应用于各类电子设备中。
本文将对陶瓷封装外壳的工作原理进行简要介绍，并探讨其在电子器件中的应用。
1.2 文章结构本文分为五个部分。
首先是引言部分，介绍了文章的概述、结构和目的。
接下来是第二部分，对陶瓷封装外壳的工作原理进行详细阐述。
第三部分则概述了陶瓷封装外壳的主要功能，以及与其他材料相比的优缺点对比分析，并展望了其未来的发展趋势和应用前景。
第四部分解释了陶瓷封装外壳的制造过程，并探究了不同材料对其性能的影响，并针对外部环境因素提供相应的问题分析和解决方案。
最后，第五部分总结陈述了本文主要观点和结果，并给出对陶瓷封装外壳工作原理的研究方向建议以及结束语。
1.3 目的本文的目的是系统介绍陶瓷封装外壳的工作原理，并对其在电子器件中的应用进行探讨。
通过对陶瓷封装外壳制造过程、不同材料对性能的影响以及外部环境因素的分析，旨在为读者提供更深入的了解和认识，并展望其未来的发展方向和潜力。
2. 陶瓷封装外壳工作原理简述2.1 陶瓷封装外壳的定义和特点陶瓷封装是一种常用于电子器件的外包装材料。
与传统的金属封装相比，陶瓷封装具有优异的性能和特点。
首先，陶瓷材料具有高温稳定性和优良的机械性能，可以抵御极端条件下的高温、湿度和振动等不利环境因素对电子器件的损害。
其次，陶瓷材料具有较低的导热系数和优良的绝缘性能，有助于减少电子器件内部在工作时产生的过多热量，并提供良好的绝缘保护。
2.2 陶瓷封装外壳的工作原理陶瓷封装外壳主要通过两个方面发挥作用：物理保护和电子隔离。
物理保护方面，陶瓷封装外壳可以起到对内部电子器件的机械保护作用。
在正常使用情况下，陶瓷材料具有较强的耐冲击性和耐腐蚀性能，可以有效地保护内部电子器件免受外界环境的影响和损坏。
电子隔离方面，陶瓷封装外壳可以有效地阻止内部元器件与外界环境之间的电性接触。
电子封装材料之功能陶瓷_下篇
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薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质导体薄膜的主要用途形成电路图形，为半导体元件、半导体芯片、电阻、电容等电路搭载部件提供电极及相互引线，以及金属化等为保证金属—半导体间连接为欧姆接触，要求：金属与半导体的结合部位不形成势垒对于ｎ型半导体，金属的功函数要比半导体的功函数小对于ｐ型半导体，与上述相反金属与半导体结合部的空间电荷层的宽度要尽量窄，电子直接从金属与半导体间向外迁移受到限制等2、薄膜材料导体薄膜材料电阻薄膜材料介质薄膜材料功能薄膜材料2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质实际情形随半导体的表面处理，在导体和半导体表面往往会存在薄的氧化膜，但电子通过隧道效应可穿过此膜层，因此并不存在很大的问题依表面处理条件不同，半导体的表面状态会发生变化，相应金属及半导体的功函数也会发生变化功函数还与表面能级、晶体取向等相关，必须注意其值的变化2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质其他布线及电极用的导体材料，还应具有下述特性：电导率要高对电路元件不产生有害影响，为欧姆连接热导率高、机械强度高，对于碱金属离子及湿度等的电化学反应要尽量小高温状态，电气特性也不发生变化，不发生蠕变现象附着力大，成膜及形成图形容易可形成电阻、电容，可进行选择性蚀刻可进行Ａｕ丝、Ａｌ丝引线键合及焊接等加工2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质实际情形单一种导体不可能满足上述所有要求构成电子电路往往需要多种导体膜的组合2、薄膜材料导体薄膜材料而且相互连接及电极中往往也不是采用单一金属，而是多种导体膜积层化，以达到上述各种要求多层金属组合的实例2、薄膜材料导体薄膜材料多层组合薄膜说明导体的表面方阻均在５０ｍΩ／□以下进一步降低电阻，需要在Ａｕ膜上再电镀Ａｕ所列的材料组合之外，在半导体ＩＣ的电极凸点及梁式引线部分，还采用Ａｕ－Ｐｄ－Ｔｉ，ＳｎＳｂ－Ｃｕ－Ｃｒ，Ａｕ－ＷＴｉ等组合，以及ＰｔＳｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，ＣｒＳｉ等金属硅化物作导体。
陶瓷封装材料讲稿
高纯BeO 陶瓷特点
• • • • • 高热导率 高熔点 高绝缘性 低介电常数 低介质损耗等
各种陶瓷封装材料的特性对比
BeO陶瓷、Al2O3陶瓷输出性能的比较 (x波段，P＝250kw，带宽25％)
粉末的制备
工业上氧化铍粉体主要从 绿柱石矿物中提炼而得 到的 • 硫酸法 • 硫酸萃取法 • 氟化法
干压法加压方式对坯体密度的影响
干压成型的主要工艺流程图
烧 结
• 以固相烧结为主，即蒸发一凝聚和扩散的传 质方式是主要的。 • 烧结气氛中应尽量避免水分的存在Be(OH)2 • 配方中添加少量烧结助剂来降低其烧成温度 • 烧结温度、烧结时间和高温下的保温时间
陶瓷封装材料 --BeO的性能、制备工艺及应用
李 杰 10721506
BeO 中毒分布
许多研究者认为，被及其化合物的毒性与其物理状态关系较 大。随着分散度的增大，其毒性也增大。它们的顺序为：粗粉一 细粉—烟一蒸气。据报道，人体每天吸入BeO的蒸气或烟4mg 时，即可引起中毒：但即使是每天吸入400mg的粉尘，却并未 引起中毒。可以设想，高温燃烧制得的Be0粉末的毒性将低于 低温燃烧制得的BeO粉末的毒性。 皮肤中毒主要是由于接触水熔性被化合物或被微粉所致，轻 则产生小红点，重则生成皮肤溃疡。对一些人尚可产生结膜炎。 一般情况下，离开Be操作一段时间后均可治愈，
这是因为：一方面，氧化铍陶瓷的热导率比A1203陶瓷高接近一个数量 级：另一方面，氧化铍陶瓷的介电常数比At2Q陶瓷低(在1MHZ下为 6．5比9．5)，因而在同样的条件下，氧化铍陶瓷输出窗的厚度可以做 得比AlO陶瓷厚一些，这对于真空器件中的封接强度、气密性以及可靠 性都是十分有利的。
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BeO陶瓷晶体结构
• BeO 有高温β 型和低温α型两种晶型，其中 α 型属于六方纤锌矿结构，在2050 ℃以上 变成四方晶系的β 型，体积增大约5%
高纯BeO 陶瓷特点
• • • • • 高热导率 高熔点 高绝缘性 低介电常数 低介质损耗等
各种陶瓷封装材料的特性对比
BeO陶瓷、Al2O3陶瓷输出性能的比较 (x波段，P＝250kw，带宽25％)
氧化被陶瓷是低温(室温一200℃)高导热性，热导率下降速度快。 A1N陶瓷是中温 (200—450℃)高导热性，
Beo陶瓷的机械强度
材料的制备
粉末的制备→粉料的预处理→成形→烧结 →金属化
在陶瓷制造中，理想粉体可制得具有理想填充结构的坯体，陶瓷粉体就可通过 扩散机制烧结到理论密度。 所谓理想粉体，通常应具有: (1)一次粒子应是超微颗粒(0.5微米以下)；(2)没有 形成凝聚粒子：(3)粒度分布应狭窄；(4)形状的各向异性小(纵横向比小)；(5)相 态是高纯度：(6)化学组成纯度高(杂质浓度质量分数为10-4以下)；(7)全部性质 都是均一的。
不同烧结温度各掺杂体系BeO瓷片的致密度(%）
• BeO除了蒸气压比较低以外，它还具有遇水蒸气易 于形成气态Be(oH)2的特点。从 • 质量作用定律可以算出，Be(oH)2伪生成物约为 HZq气)反应物的10-，数量级(体积)(T=2000K，接 近氧化被烧成温度)，大量Be(oH)2(气)的形成，对 蒸发一凝聚的传质方式产生不利的影响。试验表明， 当水气以0.3m/s的速度通过BeO表面时，它会以 Be(OH)2(气)形式失重。
陶瓷封装材料 --BeO的性能、制备工艺及应用
李多研究者认为，被及其化合物的毒性与其物理状态关系较 大。随着分散度的增大，其毒性也增大。它们的顺序为：粗粉一 细粉—烟一蒸气。据报道，人体每天吸入BeO的蒸气或烟4mg 时，即可引起中毒：但即使是每天吸入400mg的粉尘，却并未 引起中毒。可以设想，高温燃烧制得的Be0粉末的毒性将低于 低温燃烧制得的BeO粉末的毒性。 皮肤中毒主要是由于接触水熔性被化合物或被微粉所致，轻 则产生小红点，重则生成皮肤溃疡。对一些人尚可产生结膜炎。 一般情况下，离开Be操作一段时间后均可治愈，
粉末的制备
工业上氧化铍粉体主要从 绿柱石矿物中提炼而得 到的 • 硫酸法 • 硫酸萃取法 • 氟化法
干压法加压方式对坯体密度的影响
干压成型的主要工艺流程图
烧 结
• 以固相烧结为主，即蒸发一凝聚和扩散的传 质方式是主要的。 • 烧结气氛中应尽量避免水分的存在Be(OH)2 • 配方中添加少量烧结助剂来降低其烧成温度 • 烧结温度、烧结时间和高温下的保温时间
高温氧化铍结构陶瓷的应用
这是因为：一方面，氧化铍陶瓷的热导率比A1203陶瓷高接近一个数量 级：另一方面，氧化铍陶瓷的介电常数比At2Q陶瓷低(在1MHZ下为 6．5比9．5)，因而在同样的条件下，氧化铍陶瓷输出窗的厚度可以做 得比AlO陶瓷厚一些，这对于真空器件中的封接强度、气密性以及可靠 性都是十分有利的。
高纯BeO陶瓷的热导率与温度的关 系