盤點 DPC 陶瓷基板的應(yīng)用熱點

DPC 陶瓷基板

DPC 是在陶瓷薄膜工藝加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的陶瓷電路加工工藝。以氮化鋁/氧化鋁陶瓷作為線路的基板，采用濺鍍工藝于基板表面復(fù)合金屬層，并以電鍍和光刻工藝形成電路。DPC 基板具有圖形精度高、可垂直互連、生產(chǎn)成本低等技術(shù)優(yōu)勢。

DBC陶瓷基板

DPC 陶瓷基板可普遍應(yīng)用于大功率 LED 照明、汽車大燈等大功率 LED 領(lǐng)域、半導(dǎo)體激光器、電力電子功率器件、微波、光通訊、VCSEL、射頻器件等應(yīng)用領(lǐng)域，市場空間很大。根據(jù) HNY Research 發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021 年 DPC 陶瓷基板市場規(guī)模約為 21 億美元，預(yù)計 2027 年將達(dá)到 28.2 億美元，2021-2027 期間的復(fù)合增長率為 5.07%。

1、LED 陶瓷基板

應(yīng)用領(lǐng)域：高亮度 LED

隨著LED在照明領(lǐng)域的不斷發(fā)展，功率和亮度不斷提高，尤其是大功率白光LED的出現(xiàn)，熱問題成為制約LED進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題。直接鍍銅陶瓷基板其工藝為在陶瓷基片氧化鋁或氮化鋁表面采用濺射方式沉積種子層，再以光刻、顯影工藝完成線路制作，最后通過電鍍方式，由于采用了半導(dǎo)體微加工技術(shù)，DPC基板具有線路精度高(10~30um)與表面平整度高(小于0.3um)等特性，非常適用于對準(zhǔn)精確要求較高的LED倒裝/共晶工藝。特別是采用激光打孔與通孔填銅技術(shù)后可實現(xiàn)大功率LED的垂直封裝，降低器件體積，提高封裝集成度。

DPC基板用于LED封裝

特點：強度高、絕緣性好、導(dǎo)熱和耐熱性能優(yōu)良、熱膨脹系數(shù)??；

功能：封裝基板作為整個 LED 散熱系統(tǒng)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，既承載芯片，又是將芯片產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)給冷卻裝置的載體；

終端應(yīng)用：汽車大燈、植物照明。

2、激光熱沉基板（LD）

應(yīng)用領(lǐng)域：激光二極管

激光熱沉基板作為半導(dǎo)體激光器的襯底材料，包括陶瓷熱沉、銅塢熱沉和金剛石熱沉等技術(shù)路線，目前主流的技術(shù)路線是氮化鋁陶瓷熱沉。氮化鋁陶瓷熱沉可滿足高功率半導(dǎo)體激光芯片鍵合的需求，在光通信、高功率 LED 封裝、半導(dǎo)體激光器和光纖激光器泵浦源制造等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

金錫薄膜

特點：主要用于激光器芯片封裝，與激光器芯片熱膨脹系數(shù)匹配、高導(dǎo)熱；

功能：提升散熱能力，減少熱阻，提高激光器輸出功率，延長激光器壽命；

終端應(yīng)用：工業(yè)激光設(shè)備，如激光焊接、激光切割、激光打碼、醫(yī)療設(shè)備、激光測距等。

3、車載激光雷達(dá)基板

應(yīng)用領(lǐng)域：汽車激光雷達(dá)

激光雷達(dá)探測精度高，完美契合輔助駕駛對環(huán)境高精度感知的需求。與毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等競品相比，激光雷達(dá)具備探測精度高、測距精度可達(dá)毫米級、能夠精確獲得三維位置信息等優(yōu)勢，與輔助駕駛對環(huán)境高精度感知的需求相適應(yīng)。激光雷達(dá)探測距離可達(dá) 300 米，探測角度范圍優(yōu)于毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)，在技術(shù)指標(biāo)上具備較大優(yōu)勢。VCSEL 運行時會產(chǎn)生較大熱量。其一，熱量需要通過基板及時散發(fā)出去；其次，VCSEL 芯片功率密度很高，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導(dǎo)致的應(yīng)力問題。因此，實現(xiàn)高效散熱、熱電分離及熱膨脹系數(shù)匹配成為 VCSEL 元件封裝基板選擇的重要考量。DPC 陶瓷基板具備了高導(dǎo)熱、高絕緣、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)與芯片匹配、可垂直互連等諸多特性，極大滿足了 VCSEL 的封裝要求，在 VCSEL 的應(yīng)用方面具有廣泛的前景。

DBC陶瓷板應(yīng)用

特點：主要用于激光雷達(dá)模組封裝，高導(dǎo)熱、高絕緣、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)與芯片匹配等；

功能：DPC 陶瓷基板在每個激光雷達(dá)中的使用數(shù)量為 3-4 顆，每臺車上面有 2-3 個激光雷達(dá)。保證雷達(dá)信號的高效，靈敏，準(zhǔn)確；

終端應(yīng)用：智能駕駛

4、熱電制冷片（TEC）基板

應(yīng)用領(lǐng)域：半導(dǎo)體熱電制冷片

半導(dǎo)體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優(yōu)點是沒有滑動部件，應(yīng)用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。利用半導(dǎo)體材料的 Peltier 效應(yīng)，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現(xiàn)制冷的目的。它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。熱電制冷片終端應(yīng)用市場已經(jīng)涉及通信、汽車、工業(yè)、航天國防領(lǐng)域，并在醫(yī)療實驗、油氣采礦等領(lǐng)域市場中儲備了相關(guān)技術(shù)解決方案或熱電器件產(chǎn)品。

特點：良好的熱傳導(dǎo)性能、較高的機械強度、優(yōu)異的絕緣性能；

功能：熱電制冷片 TEC 由上下兩片陶瓷基板和中間的熱電體組成，陶瓷基片成本占比約 50%；

終端應(yīng)用：光通信、醫(yī)療器械、汽車、航空航天、紅外熱像儀、車輛冷暖座椅空調(diào)系統(tǒng)、芯片加工熱管理、余熱發(fā)電、家用電器。

5、射頻微系統(tǒng)

基于DPC技術(shù)路線的陶瓷封裝管殼具有熱導(dǎo)率高、圖形精度高，結(jié)構(gòu)和工藝簡單、成本較低，可實現(xiàn)三維封裝、氣密封裝（漏率＜1×10-9 Pa·m3/s）等特點，是微系統(tǒng)封裝的優(yōu)選方案之一。

陶瓷基板：科技與創(chuàng)新的“隱形翅膀”。

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