在高性能電子封裝與功率半導體領域,高溫共燒陶瓷(HTCC)以其卓越的可靠性與穩(wěn)定性,陶瓷基板成為不可替代的關鍵基礎材料。它是指在超過1450℃的超高溫環(huán)境下,將多層陶瓷生坯與金屬線路一次共燒成致密整體的技術,為復雜電路提供了堅固的骨架和高效的神經網絡,下面由深圳金瑞欣小編來為大家講解一下:

一、 技術核心:獨特的工藝路徑
HTCC的制造工藝是其性能的基石,主要分為兩個關鍵階段:
排膠處理:首先在900℃以下的溫度中,將成型后的生坯中的有機粘合劑徹底去除,為后續(xù)高溫燒結做好準備。
高溫共燒:隨后在高達1500℃至1800℃的惰性氣氛中,使多層陶瓷致密化,并與內部的金屬導體同步燒結,最終形成結構一體、電氣互連的三維立體電路。
二、 性能透視:優(yōu)勢與挑戰(zhàn)并存
HTCC的魅力源于其獨特的材料體系,這也決定了其獨特的性能圖譜。
顯著優(yōu)勢:
卓越的穩(wěn)定性:具備耐高溫、耐腐蝕、壽命長及高結構強度,可在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。
高效的熱管理:導熱性好、熱補償速度快、溫度均勻,實現(xiàn)了高效節(jié)能的熱控制。
高密度集成:支持高布線密度,滿足復雜電路的微型化需求。
固有挑戰(zhàn):
極高的共燒溫度,排除了金、銀、銅等低熔點高導金屬的使用,迫使它必須采用鎢、鉬等難熔金屬作為導體。
這些難熔金屬的電導率相對較低,可能在高頻高速應用場景中引發(fā)信號延遲,這在一定程度上限制了其在某些領域的應用。
綜合來看,HTCC憑借其在機械強度、熱管理和化學穩(wěn)定性方面的綜合優(yōu)勢,尤其在對散熱和可靠性要求極高的大功率微組裝領域,展現(xiàn)出不可比擬的應用潛力。
三、 應用版圖:從核心封裝到智能感知
HTCC技術已深度融入現(xiàn)代工業(yè)的多個核心領域:
陶瓷封裝(主導市場):HTCC封裝管殼與基座是半導體芯片,特別是通信、傳感器、MEMS和光通信器件的“鎧甲”,為內部精密電路提供機械支撐、氣氛保護和電氣連接。通信領域是其最大的應用市場。
高效加熱體:作為一種新型環(huán)保發(fā)熱元件,HTCC加熱體憑借熱效率高、壽命長的特點,廣泛應用于暖風機、干衣機等家用及工業(yè)加熱設備。
高端傳感器:在汽車氧傳感器、壓力傳感器等關鍵部件中,HTCC陶瓷作為核心襯底,承擔著在苛刻環(huán)境下精準感知的使命,例如保障汽車三元催化系統(tǒng)高效工作的氧傳感器。
四、 市場格局與未來趨勢
1. 市場驅動力與規(guī)模
在新能源汽車、光伏儲能產業(yè)爆發(fā)的推動下,市場對IGBT等功率模塊的需求激增,直接拉動了作為理想襯底的HTCC的需求。據權威機構預測,全球陶瓷基板市場規(guī)模將以6.42%的年復合增長率穩(wěn)健擴張,至2029年有望突破109.8億美元。
2. 競爭格局:日本主導,中國追趕
全球份額:目前,日本廠商在陶瓷粉體配方和基板制造技術上占據絕對壟斷地位,掌控了全球約70% 的市場份額。
國內現(xiàn)狀:中國廠商起步較晚,技術積累薄弱,導致產業(yè)差距明顯。HTCC高技術壁壘使得國內僅有少數企業(yè)涉足研發(fā),具備批量供應能力者更是寥若晨星,遠不能滿足國內市場蓬勃發(fā)展的需求。
3. 未來展望:機遇與挑戰(zhàn)
廣闊前景:5G通信、萬物互聯(lián)時代的到來,將對HTCC元器件產生持續(xù)而旺盛的需求。
國產替代窗口:全球貿易環(huán)境的變化,為HTCC產品的國產化替代提供了巨大的歷史性機遇。
破局之路:對于國內產業(yè)而言,當務之急是集中力量突破核心技術瓶頸,提升工藝水平與產品一致性。唯有如此,才能打通產業(yè)鏈,實現(xiàn)高端電子陶瓷產品的自主可控,最終提升我國在相關戰(zhàn)略領域的全球競爭力,更多陶瓷基板相關資訊可以搜索“金瑞欣”進行查看,我們會定期更新資訊,若您有相關需求,歡迎與我們聯(lián)系,我們將竭誠為您服務。


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