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<正>陶瓷封装作为承载半导体、各类电子元件及其集成模块的关键包封体,不仅是电子元器件与模块的“保护外壳”,更承担着提供机械支撑、密封防护、散热通道及电磁屏蔽等多重核心功能。作为衔接芯片与电路系统的重要界面,高可靠陶瓷封装不仅是沟通芯片与组件、乃至整机系统的桥梁,更是器件与电路的有机组成部分。陶瓷封装在电子电路系统中占据着大部分的质量和体积,较高的成本,且相当比例的可靠性问题与封装环节直接相关。随着微纳电子技术的飞速发展,陶瓷封装的形式与工艺技术也呈现了日新月异的变化。在高可靠应用领域,陶瓷封装凭借其优异的电学性能、热管理能力和可靠性表现,始终是研发与应用的焦点。陶瓷材料在基板与转接板应用中展现出卓越性能,是继玻璃、多晶硅之后最具优势的选择。
2025年08期 v.62;No.579 7页 [查看摘要][在线阅读][下载 525K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] <正>高岭 研究员,中电国基北方副总经理,1995年毕业于武汉理工大学,获得自动控制专业学士学位,主持和参与了多项国家课题,申请多项专利,在不同刊物发表学术论文10余篇,参与翻译《微电子封装手册》和《陶瓷多层布线基板-VLSI封装/多芯片组件基板技术》等书籍,《电子与封装》编委,获得省部级科学技术进步奖10余项。
2025年08期 v.62;No.579 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王东生;任才华;张炳渠;
高温共烧陶瓷(HTCC)封装技术在电子元器件封装领域起着举足轻重的作用，该技术的成熟应用，依赖于高质量粉体制备技术和多层共烧技术的突破及稳定生产。近年来，在这两个传统工艺上，仍然出现了工艺的进步与革新。另外，高温共烧陶瓷在生产工艺、结构设计、材料创新方面也存在突破，包括：增材制造技术实现孔径9μm通孔与曲面转接板，微流道嵌入式设计提升散热效率，以及厚膜光刻工艺可以制备15μm线宽精细线条。分析表明，高温共烧陶瓷封装技术正通过新工艺、新结构及新材料向高功率密度、高精度方向演进，为攻克关键技术难题、推动行业发展提供技术路径。
2025年08期 v.62;No.579 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 程换丽;淦作腾;刘曼曼;马栋栋;王杰;
高温共烧陶瓷(HTCC)由于其高可靠性、可多层布线、出色的散热性能等突出的优势，在高密度、高可靠的信号处理封装系统中占据重要地位。金属化方阻作为HTCC性能的核心指标，直接影响器件的高频响应、信号完整和长期可靠性。为满足精细互连的方阻要求，在同一张网版上设计不同线宽的线条，分析线宽和方阻的关系。研究表明，同一网版上印刷不同宽度的金属线条，其方阻随线宽的变化关系较为复杂。线宽从30μm到2 000μm,方阻呈现先变小后变大的趋势，这是目前难以实现精细线条方阻控制的主要原因。通过优化不同线宽进行方阻设计，配合调节浆料黏度、丝网参数和印刷参数，调整浆料配方，达到方阻匹配，进一步提高了线条方阻控制精度。
2025年08期 v.62;No.579 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 淦作腾;魏紫轩;王杰;慕鑫;
丝网印刷是一种广泛应用于电子封装领域的关键技术，其印刷的图形质量直接决定了最终产品的性能。刮板作为丝网印刷的核心部件之一，其参数对印刷图形的质量有显著影响。研究了刮板硬度、刮板角度和刮板形状三个参数对丝网印刷图形质量的影响，主要从图形的边缘清晰度、厚度均匀性和线宽一致性三个维度考量。通过实验对比，硬度为60HD～70HD、倾斜角度为55°～70°范围的直角刮板印刷出的图形质量最高，线宽可控制在(50±5)μm,厚度可控制在(20±5)μm。批产实验表明，该刮板参数能够批量化印刷高质量图形，有利于提高印刷精度，从而为实际生产提供参考。
2025年08期 v.62;No.579 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1576K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李佳敏;淦作腾;张丹;杜倩倩;王灿;
针对空心孔层压加工时发生的形变问题，分析了层压压力、层压温度、掩板孔径及橡胶硬度在层压过程中对空心孔变形的影响。研究结果表明，降低层压压力可以有效改善空心孔的变形程度。同时，选择合适的掩板孔径及硬度较低的橡胶也能有效改善空心孔变形程度。当层压温度位于一定范围内时，层压温度对空心孔的变形影响较小。当层压压力为1 500～2 500 psi(1 psi=6 894.76 Pa)、掩板孔径与空心孔孔径接近时，采用硬度为0～30 Shore A的橡胶进行层压，制备出形貌笔直、无明显变形的空心孔。这一研究结果为制备形貌优良的空心孔提供了重要参考。
2025年08期 v.62;No.579 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张丹;淦作腾;李佳敏;杜倩倩;王灿;
氧化铝陶瓷多层基板的平面度作为关键性能指标，直接影响着其在精密仪器、电子器件等领域的应用效果。由于芯片、金属零件封装技术可靠性及气密性要求不断提高，氧化铝陶瓷多层基板平面度亟需提高。影响多层基板平面度的因素较多，分析了不同浆料型号、层压压力、层压温度、层压时间对基板平面度的影响。研究结果表明，通过选用与氧化铝陶瓷收缩系数匹配性高的金属化浆料可有效改善氧化铝陶瓷多层基板的平面度。同时调整层压压力、层压温度和层压时间也能有效改善陶瓷平面度，其中层压压力对陶瓷平面度的影响较大。将层压压力调整至2 500～3 500 psi(1 psi=6 894.76 Pa)时，氧化铝陶瓷多层基板平面度得到很大改善，平面度可由原来的0.08～0.10 mm改善至0.04～0.05 mm。这一研究结果可为氧化铝陶瓷多层基板平面度控制提供参考。
2025年08期 v.62;No.579 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王灿;淦作腾;杜倩倩;李佳敏;张丹;王轲;
陶瓷四边无引线扁平(CQFN)外壳尺寸小且电、热性能优良，被广泛应用于高频微波芯片的封装领域，其侧壁城堡结构对其电性能及板级安装可靠性具有至关重要的作用。重点分析了侧壁城堡结构中的孔壁金属化加工的主要影响因素及常见缺陷。通过对生瓷料片进行预处理的方式提高城堡结构的层间叠片精度，并采用正交实验方案获得了制备孔径为0.20 mm、高度为0.50 mm的城堡结构的孔壁金属化工艺参数范围：填孔压力为15～20 psi(1 psi≈6 895 Pa),浆料黏度为110×10~3～140×10~3 cp(1 cp=10~(-3) Pa·s),负压气流体积流量为8～16 L/s,掩模版孔径为0.18～0.23mm,并将该工艺参数推广至CQFN外壳的加工中，这对CQFN外壳及其他具有城堡结构的陶瓷外壳的加工具有一定的借鉴意义。
2025年08期 v.62;No.579 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杜倩倩;淦作腾;王灿;李佳敏;张丹;
生瓷热切工艺作为高温共烧陶瓷(HTCC)加工流程中的关键工艺，热切质量直接影响着陶瓷外壳外形尺寸和表面形貌。针对HTCC加工过程中生瓷块热切工艺的关键参数进行优化实验，重点考察了热切刀具刀刃角度、工作台温度、热切刀速、热切刀温度四个关键因素对8 mm厚度生瓷块外形尺寸一致性的影响规律。研究结果表明，通过优化热切工艺参数，可提高热切后外形尺寸一致性，当热切刀具刀刃角度调整为15°～25°、工作台温度为65～75℃、热切刀速为15～25 mm/s、热切刀温度为55～65℃时，生瓷块外形尺寸极差由0.28 mm优化到0.05 mm。这一优化方案不仅有效地解决了热切后生瓷块尺寸波动问题，同时为HTCC封装外壳制造过程中生瓷材料高精度加工提供了可靠的技术支持。
2025年08期 v.62;No.579 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张佳琦;杨永泽;
化镀厚金层是微电子封装的关键表面处理技术，厚金层的键合性能对高可靠电子器件至关重要。聚焦于化学镀金工艺与金丝、铝丝键合工艺的协同作用，系统探究金层厚度(0.03～3μm)及热处理对界面特性与键合可靠性的影响。通过调控金层厚度，分析了金层微观形貌的变化规律，阐明了金层厚度对铝丝键合的影响以及脱键机理。另外，结合不同热处理条件(150～250℃),阐明热处理会导致Ni向Au层扩散，最终在表面发生氧化，导致金丝键合困难。结果显示，金层厚度超过0.6μm可能导致铝丝脱键。在空气气氛下于250℃热处理2 h, 1～2μm的化镀厚金层会出现金丝无法键合的问题。
2025年08期 v.62;No.579 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王喆;王永辉;杜勿默;
陶瓷管壳的化镀镍金工艺主要用于球栅阵列(BGA)焊盘等引出端的镀覆，在无法设计电镀工艺线的管壳产品中，封口区与键合区才会采用化镀镍金工艺，但化镀镍金镀层陶瓷封装密封性能的试验验证与可靠性论证并不充分。采用化镀镍金、化镀镍电镀金、电镀镍金三种镀层结构的陶瓷管壳为研究对象，分别进行金锡合金气密性封装。通过微观组织和元素表征与X射线测试观察封口界面与断面微观形貌，系统研究了化镀镍金管壳封口空洞的分布特征与形貌特征。结果表明，化镀镍金陶瓷管壳封帽后，封口区会形成密集空洞，空洞造成的密封宽度小于设计密封宽度的25%,密集空洞产生的原因可能是由于化镀还原金层内部缺陷与杂质影响了焊料冶金反应。通过将镀覆方式由还原金改为置换金，将镀层厚度由1.3μm以上调整至0.1μm,可以消除密集空洞，使封口区空洞率由约28%降低至0。研究成果有助于提高微电子元器件陶瓷封装质量，提升金锡合金封帽工艺的可靠性。
2025年08期 v.62;No.579 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 彭博;郑镔;林炜国;魏钰金;刘林杰;
倒装芯片-陶瓷焊盘阵列(FC-CLGA)封装外壳具有体积小、引出端数量多、信号完整性好等特点，广泛应用于高速集成电路(IC)和射频微波电路中，其焊盘可靠性直接影响器件乃至整个系统的可靠性，可焊性是焊盘可靠性的一项重要指标。通过正交试验，研究了可焊性试验中各参数对焊盘浸润效果的影响，参数包括浸入频次、停留时间、浸入角度、浸入方向和焊料温度。试验结果表明，浸入频次、浸入角度、浸入方向对焊盘浸润效果的影响较大，停留时间(≥5 s)、焊料温度(≥245℃)对焊盘浸润效果的影响较小，并确定了试验操作方法：90°正向浸入三次，若有未浸润焊盘则加涂助焊剂旋转180°再浸入三次。为后续保障FC-CLGA封装的可靠应用提供了试验参考。
2025年08期 v.62;No.579 69-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1960K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]