陶瓷封装技术的发展趋势

       集成电路密度和功能的提高推动电子封装的发展。随着现代微电子技术的创新，电子设 备向着微型化、集成化、高效率和高可靠性等方向发展，电子系统总体的集成度提高，功率密度也同步升高。电子元件长期在高温环境下运转会导致其性能恶化，甚至器件被破坏。因此，有效的电子封装需要不断提高封装材料的性能，并将电子线路布线合理化，使得电子元件在不受环境影响的同时，实现良好的散热，帮助电子系统保持良好的稳定性。

       电子封装一般可按封装结构、封装形式和材料组成分类。从封装结构来看，主要包括了 基板布线、层间介质和密封材料基板，基板分为刚性板和柔性板，层间介质分为有机聚合物） 和无机（氧化硅、氮化硅和玻璃）两种起到保护电路、隔离绝缘和防止信号失真等作用。密封材料当前主要为环氧树脂，占整个电子密封材料的 97%以上，环氧树脂成本低、产量大、 工艺简单。从封装形式来看，可分为气密封装和实体封装。气密封装是指腔体内在管芯周围 有一定气体空间与外界隔离，实体封装指管芯周围与封装腔体形成整个实体。从材料组成分来看，主要分为金属基、陶瓷基和塑料基封装材料。

电子封装基本分类

       陶瓷封装在高致密封装中具有较大发展潜力。陶瓷封装属于气密性封装，主要材料有 Al2O3、AIN、BeO 和莫来石，具有耐湿性好、机械强度高、热膨胀系数小和热导率高等优 点。金属封装的主要材料包括 Cu、Al、Mo、W、W/Cu 和 Mo/Cu 合金等，具有较高的机械强度、散热性能优良等优点。塑料封装主要使用的材料为热固性塑料，包括酚醛类、聚酯类、 环氧类和有机硅类，具有价格低、质量轻、绝缘性能好等优点。此外，电子封装还常用四大 复合材料，分别为聚合基复合材料（PMC）、金属基复合材料（MMC）、碳/碳复合材料（CCC） 和陶瓷基复合材料（CMC）。

三大主要封装材料

       对于集成电路等半导体器件来说，封装基板需要满足以下六点要求：（1）高热导率，器件产生的热量需要通过封装材料传播出去，导热良好的材料可使芯片免受热破坏；（2）与芯 片材料热膨胀系数匹配，由于芯片一般直接贴装于封装基板上，两者热膨胀系数匹配会降低芯片热应力，提高器件可靠性；（3）耐热性好，满足功率器件高温使用需求，具有良好的热稳定性；（4）绝缘性好；（5）机械强度高，满足器件加工、封装与应用过程的强度要求；（6）价格适宜，适合大规模生产及应用。
       六大优势促使陶瓷封装成为主流电子封装。陶瓷基封装材料作为一种常见的封装材料， 相对于塑料封装和金属封装的优势在于：（1）低介电常数，高频性能好；（2）绝缘性好、可靠性高；（3）强度高，热稳定性好；（4）热膨胀系数低，热导率高；（5）气密性好，化学性 能稳定；（6）耐湿性好，不易产生微裂现象。

典型电子封装材料性能对比

       封装工艺形式多样，适配各类应用需求。我们以光模块的封装为例，TOSA 和 ROSA 的主要封装工艺包括 TO 同轴封装、蝶形封装、COB 封装和 BOX 封装。TO 同轴封装多为 圆柱形，具有体积小、成本低、工艺简单的特点，适用于短距离传输，但也存在散热困难等缺点。蝶形封装主要为长方体，设计结构复杂，壳体面积大，散热良好，适用于长距离传输。COB 即板上芯片封装，将芯片附在 PCB 板上，实现小型化、轻型化和低成本等，BOX封装 属于一种蝶形封装，用于多通道并行。此外，其余常见的封装方式包括双列直插封装（DIP）、 无引线芯片载体（LCC）等等。

TO 同轴封装激光器示意图

蝶形封装激光器示意图

COB 封装收发器示意图

BOX 封装接收器示意图

其他常见封装方式简介

        陶瓷封装产业链从芯片、陶瓷封装产品（陶瓷外壳、基板及覆铜板等）、封装环节到最终封装成型的电子产品，如光通信元件、汽车ECU、激光雷达、图像传感器、功率半导体等；设备方面包括装片机、固晶机、塑封机、键合机、检测设备等；材料包括氧化铝、氮化铝、氮化硅、金属浆料、引线框架、包封材料、键合丝等；

        深圳市双翌光电科技有限公司是一家以机器视觉为技术核心，自主技术研究与应用拓展为导向的高科技企业。公司自成立以来不断创新，在智能自动化领域研发出视觉对位系统、机械手视觉定位、视觉检测、图像处理库等为核心的20多款自主知识产权产品。涉及自动贴合机、丝印机、曝光机、叠片机、贴片机、智能检测、智能镭射等众多行业领域。双翌视觉系统最高生产精度可达um级别，图像处理精准、速度快，将智能自动化制造行业的生产水平提升到一个更高的层次，改进了以往落后的生产流程，得到广大用户的认可与肯定。随着智能自动化生产的普及与发展，双翌将为广大生产行业带来更全面、更精细、更智能化的技术及服务。