陶瓷结构件在半导体封装中扮演着核心角色,其作用和优势可从以下方面详细阐述:
陶瓷封装为芯片提供机械承载平台,防止外力损伤(如振动、冲击),并通过气密性封装隔绝湿气、酸性气体等环境腐蚀,保护电极和内部电路。例如陶瓷基座(PKG)采用三维互连结构,满足气密性要求,避免芯片氧化失效。陶瓷提供优异的电绝缘性(击穿强度>10 kV/mm),防止漏电和短路;低介电常数(Al2O3约9.8)和高频特性可降低信号损耗,适用于5G、射频器件等高频场景。陶瓷材料(如氮化铝AlN、氮化硅Si3N4)具有高热导率(AlN热导率达170-230 W/m·K),能快速导出芯片产生的热量,避免局部高温导致的性能下降或烧毁。其低热膨胀系数(与硅芯片匹配)可减少热应力,提升可靠性。陶瓷基板通过金属化层实现芯片与外部电路的电连接,支持多层布线(如IBM陶瓷基板达100层布线),集成无源元件(电阻、电容),满足高密度封装需求。
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