多层陶瓷基板及其在车载领域的应用
一、多层陶瓷基板介绍
1. 什么是陶瓷？什么是精密陶瓷？
简单地说，“烧制黏土的产品”（陶瓷工业产品）都可以叫做“陶瓷（ceramics）”，也有将玻璃和水泥放在炉中烧制的陶瓷产品。
在jis r 1600（日本工业标准）中对精密陶瓷有如下定义：“为充分发挥产品所需的功能，严格控制产品的化学成分、显微组织、形状及制造工艺，将其生产出来”，这一类的陶瓷产品主要由非金属的无机物质构成。
2. 什么是基板？什么是陶瓷基板？
基板，简单的来说就是在物理上保护芯片的同时，实现芯片与外界的电路连接。陶瓷基板是使用陶瓷材料制成的基板。
3. 京瓷多层陶瓷基板的特点
（1）优秀的材料特性-高刚性材料，封装后低变形
（2）机械特性-高强度、高刚性（高杨氏模量）-热膨胀系数接近硅
（3） 热特性-高热导率
（4）电特性-低tanδ
（5）设计灵活度-多层结构-带腔体结构-埋孔结构
（6）小型化/扁平化设计-京瓷拥有精密、细致的设计规则
（7）对应各种封装形式- 1次封装 ： w/b 、flip chip- 2次封装 ： lcc、smd、qfp、pga、dip
4. 京瓷多层陶瓷基板制造工艺
（1）tape casting（生瓷制造）将陶瓷原料粉末加工成粘土状的生瓷膜带。
（2）cutting（切割）将生瓷膜带切割成方便加工的形状。
（3）punching（打孔）在生瓷膜带上进行打孔，包括腔体以及通孔。
（4）via hole filling（埋孔）将导体浆料埋入通孔。
（5）screen printing（丝网印刷）通过丝网印刷形成内部走线。
（6）lamination（叠层）将各个层的膜带按照产品需求进行叠加。
（7）shaping（切割）切割成合适的大小。
（8）cofiring（烧结）将生瓷膜带烧结成熟瓷。
（9）nickel plating（镀镍）镀镍，为后面的钎焊做准备。
（10）brazing（钎焊）焊接pin针。
（11）ni/au plating（镀镍、镀金）镀镍、镀金，防止导体氧化。
二、陶瓷基板与其它材料相比有何优势
1. 与金属材料比较
①小型、低背化②对应自动化，量产级别回流焊③耐腐蚀性，在蒸汽、高湿度等严苛环境下有利
2. 与有机材料比较
①高导热性材料
②难燃性材料（不会燃烧）
③不吸水材料
④热膨胀系数与芯片材料si接近
⑤高强度材料，可以实现薄型化
⑥易于封装
⑦腔体呈台阶状，易于打线
三、多层陶瓷基板在车载领域的应用
在车载领域，多层陶瓷基板可用于中控系统、照明系统、安全系统及其他传感器。
1. 车载市场对基板的要求
随着汽车自动化驾驶技术的发展，追求车辆安全、便捷的同时对基板也提出了更高的“要求”。基板要具有高耐热、高导热、高刚性等特性，保障汽车在高温、高震动、含腐蚀性的环境下仍然可以保证信号的高效、灵敏、准确。
（1）高耐热陶瓷本身烧结时的温度高达约2000℃，因此是良好的耐热材料。
（2）高导热京瓷多层陶瓷基板具有良好的散热性。
散热性比较
（3）高刚性京瓷多层陶瓷基板拥有高杨氏弹性率，随温度的变化形变低。
（4）高杨氏弹性率
（5）小型化，高度集成京瓷多层陶瓷基板是采用高强度材料，封装后低变形，通过腔体构造以及内部走线来实现小型化、薄型化；通过表面的精密图形以及内部的多层布线来实现高度集成。
小型化和薄型化
高度集成
（6）高可靠性京瓷多层陶瓷基板气密封装，可以对应平行封焊、熔封等相对高温的封装，实现气密，在各种严苛环境下工作。
2. 车载雷达lidar解决方案
随着自动驾驶技术的不断推进，激光雷达被认为是实现高级别自动驾驶不可或缺的关键技术，京瓷多层陶瓷基板的高耐热、高导热、高刚性、高可靠性等优势为激光雷达提供各种解决方案。
京瓷多层陶瓷基板不仅在车载领域发挥着重要的作用，在其它应用芯片的领域，也能发现京瓷多层陶瓷基板的“身影”。包括医疗领域、通信领域、环保领域等。
根据不同的需求，京瓷多层陶瓷基板能够实现各种不同的构造。
京瓷多层陶瓷基板可以根据不同需求进行定制
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1. 什么是陶瓷？什么是精密陶瓷？
简单地说，“烧制黏土的产品”（陶瓷工业产品）都可以叫做“陶瓷（ceramics）”，也有将玻璃和水泥放在炉中烧制的陶瓷产品。
在jis r 1600（日本工业标准）中对精密陶瓷有如下定义：“为充分发挥产品所需的功能，严格控制产品的化学成分、显微组织、形状及制造工艺，将其生产出来”，这一类的陶瓷产品主要由非金属的无机物质构成。
2. 什么是基板？什么是陶瓷基板？
基板，简单的来说就是在物理上保护芯片的同时，实现芯片与外界的电路连接。陶瓷基板是使用陶瓷材料制成的基板。
3. 京瓷多层陶瓷基板的特点
（1）优秀的材料特性-高刚性材料，封装后低变形
（2）机械特性-高强度、高刚性（高杨氏模量）-热膨胀系数接近硅
（3） 热特性-高热导率
（4）电特性-低tanδ
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（6）小型化/扁平化设计-京瓷拥有精密、细致的设计规则
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4. 京瓷多层陶瓷基板制造工艺
（1）tape casting（生瓷制造）将陶瓷原料粉末加工成粘土状的生瓷膜带。
（2）cutting（切割）将生瓷膜带切割成方便加工的形状。
（3）punching（打孔）在生瓷膜带上进行打孔，包括腔体以及通孔。
（4）via hole filling（埋孔）将导体浆料埋入通孔。
（5）screen printing（丝网印刷）通过丝网印刷形成内部走线。
（6）lamination（叠层）将各个层的膜带按照产品需求进行叠加。
（7）shaping（切割）切割成合适的大小。
（8）cofiring（烧结）将生瓷膜带烧结成熟瓷。
（9）nickel plating（镀镍）镀镍，为后面的钎焊做准备。
（10）brazing（钎焊）焊接pin针。
（11）ni/au plating（镀镍、镀金）镀镍、镀金，防止导体氧化。
二、陶瓷基板与其它材料相比有何优势
1. 与金属材料比较
①小型、低背化②对应自动化，量产级别回流焊③耐腐蚀性，在蒸汽、高湿度等严苛环境下有利
2. 与有机材料比较
①高导热性材料
②难燃性材料（不会燃烧）
③不吸水材料
④热膨胀系数与芯片材料si接近
⑤高强度材料，可以实现薄型化
⑥易于封装
⑦腔体呈台阶状，易于打线
三、多层陶瓷基板在车载领域的应用
在车载领域，多层陶瓷基板可用于中控系统、照明系统、安全系统及其他传感器。
1. 车载市场对基板的要求
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（1）高耐热陶瓷本身烧结时的温度高达约2000℃，因此是良好的耐热材料。
（2）高导热京瓷多层陶瓷基板具有良好的散热性。
散热性比较
（3）高刚性京瓷多层陶瓷基板拥有高杨氏弹性率，随温度的变化形变低。
（4）高杨氏弹性率
（5）小型化，高度集成京瓷多层陶瓷基板是采用高强度材料，封装后低变形，通过腔体构造以及内部走线来实现小型化、薄型化；通过表面的精密图形以及内部的多层布线来实现高度集成。
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高度集成
（6）高可靠性京瓷多层陶瓷基板气密封装，可以对应平行封焊、熔封等相对高温的封装，实现气密，在各种严苛环境下工作。
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