中國粉體網(wǎng)訊  半導(dǎo)體封裝材料是一種覆蓋和保護半導(dǎo)體芯片的材料，它在維護器件完整性、提供電氣連接以及在極端工作條件下保護芯片免受環(huán)境影響方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在半導(dǎo)體封裝材料方面，主要材料為封裝基板，占比為33%。

當(dāng)前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件沿著大功率化、高頻化、集成化的方向迅猛發(fā)展，器件在工作中產(chǎn)生的熱量是引起半導(dǎo)體器件失效的關(guān)鍵因素。因此，封裝基板的主要性能圍繞可靠性和散熱性，就需要考慮熱力學(xué)性能，要有高熱導(dǎo)率和適當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)。在多種半導(dǎo)體封裝材料中，陶瓷封裝材料因其耐高溫、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性而備受青睞。

陶瓷是硬脆性材料，陶瓷封裝屬于氣密性封裝，是高可靠度需求的主要封裝技術(shù)，目前已經(jīng)投入生產(chǎn)應(yīng)用的陶瓷基片主要包括氧化鈹（BeO）、氧化鋁（Al₂O₃）和氮化鋁（AlN）、氮化硅（Si₃N₄）等等。

Al₂O₃是目前制作和加工技術(shù)最成熟的陶瓷基片材料，雖然其應(yīng)用最成熟，但是因其熱導(dǎo)率較低結(jié)和熱膨脹系數(shù)較高兩個特點，決定了Al₂O₃基板并不適合半導(dǎo)體器件大功率的發(fā)展趨勢；AlN具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能和與半導(dǎo)體材料相匹配的線膨脹系數(shù)，但其力學(xué)性能差且成本較高；Si₃N₄被認(rèn)為是綜合性能最好的陶瓷基板材料，雖熱導(dǎo)率不如氮化鋁，但其抗彎強度、斷裂韌性都可達到氮化鋁的2倍以上。同時，氮化硅陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)與第三代半導(dǎo)體碳化硅相近，使得其成為碳化硅導(dǎo)熱基板材料的首選。

綜合來看，AlN陶瓷基板與Si₃N₄陶瓷基板最具發(fā)展前景。

中國粉體網(wǎng)將于2024年4月25日在江蘇蘇州舉辦“第三屆半導(dǎo)體行業(yè)用陶瓷材料技術(shù)研討會暨第三代半導(dǎo)體SiC晶體生長技術(shù)交流會”，屆時，湖南大學(xué)肖漢寧教授帶來題為《半導(dǎo)體封裝用陶瓷材料研究進展》的報告。歡迎報名參會~

來源：

師阿維等：高熱導(dǎo)率材料的發(fā)展和應(yīng)用

千際投行：2023年半導(dǎo)體材料行業(yè)研究報告

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（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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