陶瓷基板产业链分布及工艺制作流程

2.1 陶瓷基板产业链分布

陶瓷基板产业链上游主要为陶瓷粉体制备企业，中游为陶瓷裸片及陶瓷基板生产企业，下游则涵盖汽车、卫星、光伏、军事等多个应用领域。纵观陶瓷基板产业链，鲜有企业能够打通垂直产业链，形成粉体、裸片、基板的一体化优势。

2.2 产业链上游：陶瓷粉体

陶瓷粉体是影响陶瓷基板物理、力学性能的关键因素。粉体的纯度、粒度、物相、氧含量等会对陶瓷基板的热导率、力学性能产生重要影响，其特性也决定了基板成型工艺、烧结工艺的选择。

目前常用的陶瓷基板粉体包括氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氮化硅(Si3N4)、氧化铍(BeO)等。其中BeO粉体因具有具毒性逐步退出历史舞台。

陶瓷粉体占陶瓷基板成本的10%-15%。Al2O3粉体因其价格（不超过20元/公斤）低廉目前应用最为广泛。产业方面多用Al2O3为基体，与氧化锆（ZrO2）混合成增韧材料（ZTA），改善其抗冲击能力和膨胀性。

AlN粉体其较高的成本（国产300-400元/公斤，进口1,500元/公斤）限制了其大范围应用。而Si3N4粉体制备难度最大，且价格也最高，当前应用仅限于SiC功率器件的封装中。

2.3 产业链中游：陶瓷裸片/基板

陶瓷裸片：目前制备陶瓷裸片产业化应用最为成熟的是流延成型法。

流延成型法的关键环节为流延、排胶和烧结。流延是指将由陶瓷粉体、溶剂、分散剂、粘结剂等混合成的浆料，在特定温度、浆料高度和流延速度下，制得成卷生瓷片薄膜的过程。随后，影响陶瓷片性能的溶剂、粘结剂等杂质在排胶炉中受热挥发，去除杂质后的生瓷片再经高温（通常为1750-1850℃）烧结和后续处理最终得到陶瓷裸片。

陶瓷基板：是将陶瓷裸片金属化的结果，目前主流的金属化工艺包含DPC、DBC、AMB及HTCC/LTCC。

直接镀铜陶瓷基板（DPC）制备前端采用了半导体微加工技术（溅射镀膜、光刻、显影等），后端采用印刷电路板（PCB）制备技术，因此基板上金属线更加精细，非常适合对准精度要求较高的微电子器件封装。同时DPC基板实现了陶瓷基板上/下垂直互联，可实现电子器件三维封装与集成，降低器件体积。目前DPC陶瓷基板主要应用于大功率LED封装。

 

 

直接覆铜键合陶瓷基板（DBC）是指在陶瓷表面键合铜箔的一种金属化方法，形成类似于Cu-O-Al2O3三明治结构。由于陶瓷和铜具有良好的导热性、导电性，且铜箔与陶瓷间共晶键合强度高，因此DBC基板具有较高的热稳定性，已广泛应用于IGBT、激光器（LD）和聚焦光伏等器件封装散热中。

 

 

活性金属焊接陶瓷基板（AMB）是DBC工艺技术的进一步发展，利用含少量活性元素的活性金属焊料（Ti、Zr、Hf或Ta等稀土元素）实现铜箔与陶瓷基片间的焊接。由于稀土元素具有高活性，可提高焊料熔化后对陶瓷的润湿性，使陶瓷表面无需金属化就可与金属实现焊接。

从基片材料来看,AIN-AMB陶瓷基板主要用于高铁、高压变换器、直流送电等高压、高电流功率半导体中;Si3N4-AMB主要应用在电动汽车和混合动力车的功率半导体中。由于该种材料热导率高、载流能力强，膨胀系数与硅芯片接近,在高功率IGBT，尤其是碳化硅功率器件中，AMB方案已对DBC形成替代。

高/低温共烧多层陶瓷基板（HTCC/LTCC）。HTCC具有高机械强度、高热导率、物化性能稳定、材料成本低等特点，适合大功率及高温环境下器件封装。相较HTCC，LTCC基板导电率高，具有较小的介电常数、较小的热膨胀系数、优良的高频性能，可适应高温、高湿及大电流应用要求，目前主要在军工及航天电子器件中得到广泛应用。

2.4 产业链下游：市场应用

陶瓷基板在下游领域如光纤通信、电子电器、新能源汽车、机械工程、航空航天、军事设备等方面得到了广泛的应用，市场需求旺盛。例如，IGBT功率模块的需求增长带动了对于DBC陶瓷基板的需求，尤其是第三代半导体的加速上车，将推动AMB陶瓷基板的需求高涨。此外，陶瓷基板在高功率激光器（LD）、发光二极管（LED）、半导体制冷片（TEC）、高温电子器件（HTE）和光伏模组（PV）中均占据重要位置。

审核编辑：黄飞