陶瓷基板，又称陶瓷电路板，主要由陶瓷基片与表面金属线路层组成。在电子封装中，封装基板承担着承上启下、连接内外散热路径的关键作用，兼具电气互连、机械支撑及散热等重要功能。陶瓷材料因其热导率高、耐热性好、机械强度优越、热膨胀系数低等特点，成为功率半导体器件封装中的常用基板材料。根据封装结构及应用需求，陶瓷基板主要可分为平面陶瓷基板和三维陶瓷基板两大类。

一、平面陶瓷基板

根据制备原理与工艺不同，平面陶瓷基板主要分为以下几类：

薄膜陶瓷基板 (TFC)产品

TPC基板制备工艺流程图

1. 薄膜陶瓷基板（TFC）

采用溅射工艺在陶瓷基片表面直接沉积金属层，并可通过光刻、显影、刻蚀等工艺将金属层图形化为线路。由于溅射沉积速率低（通常低于1 μm/h），TFC基板的金属层较薄（一般小于1 μm），可实现高图形精度（线宽/线距小于10 μm），主要应用于激光与光通信等领域的小电流器件封装。

2. 厚膜印刷陶瓷基板（TPC）

通过丝网印刷将金属浆料涂覆于陶瓷基片上，经干燥和高温烧结（850°C–900°C）形成线路。金属层厚度通常为10–20 μm，可通过多次印刷增加厚度。TPC基板工艺简单、成本低，但受丝网印刷限制，线路精度较低（最小线宽/线距一般大于100 μm），且金属浆料中添加的玻璃相会降低其电导率和热导率，因此多用于汽车电子等对线路精度要求不高的领域。

TPC基板关键技术在于金属浆料：浆料一般由金属粉末、有机载体和玻璃粉组成。银基导电浆料因导电导热性能好、成本较低而占据主流。研究表明，银颗粒的粒径、形貌等对导电性能有显著影响。有机载体决定浆料的流变特性，影响印刷质量和烧结后的致密性。玻璃粉的加入可降低烧结温度，目前环保型无铅玻璃粉是研发重点。

3. 直接键合陶瓷基板（DBC）

在铜箔与陶瓷基片（如Al₂O₃、AlN）之间引入氧元素，在高温（约1065°C）下形成Cu/O共晶相，进而与陶瓷反应生成化合物，实现铜箔与陶瓷的共晶键合。DBC基板导热性好、键合强度高、热稳定性优异，铜箔厚度通常为100–600 μm，适用于IGBT、激光器、聚焦光伏等大电流、高温工作环境。但其工艺对温度与氧含量控制要求严格，生产成本较高，且由于厚铜刻蚀限制，难以实现高精度线路。

DBC陶瓷基板产品

DBC陶瓷基板制备工艺流程

4. 活性金属焊接陶瓷基板（AMB）

在铜箔与陶瓷之间加入活性金属钎料（如Ag-Cu-Ti），在真空高温下实现焊接。AMB基板结合强度高，热循环性能好，尤其适用于对可靠性要求严苛的车载功率模块等领域。

5. 直接电镀陶瓷基板（DPC）

采用激光打孔、图形化掩膜、电镀等工艺在陶瓷表面形成铜线路。DPC基板线路精度高、可垂直互联，适用于高密度封装，但金属层厚度有限，一般适用于中小功率器件。

6. 激光活化金属陶瓷基板（LAM）

利用激光在陶瓷表面进行活化处理，再通过化学镀或电镀形成金属线路。该工艺适合局部金属化与精细线路制作，具有较好的设计灵活性。

二、三维陶瓷基板制备技术

三维陶瓷基板在平面基板基础上增加了立体结构，如腔体、台阶等，以满足更复杂的封装需求。常见类型包括：

(a)HTCC陶瓷基板制备工艺流程和 (b)结构示意图

(a)HTCC陶瓷基板产品和 (b)LTCC陶瓷基板产品

1. 高/低温共烧陶瓷基板（HTCC/LTCC）

HTCC：采用高温烧结（约1600°C），陶瓷生胚与钨、钼等高熔点金属浆料共烧。具有机械强度高、热导率好、稳定性高等优点，但金属导电性较差、成本高。

LTCC：在陶瓷中添加玻璃粉以降低烧结温度（通常850–900°C），可使用银、铜等导电性好的金属浆料。具有工艺温度低、介电性能可调、适合多层布线等特点，广泛应用于高频、高可靠性领域，如航天、军工电子。

MSC陶瓷基板制备工艺流程

MSC三维陶瓷基板产品

2. 多层烧结三维陶瓷基板（MSC）

在平面TPC基板上通过多次丝网印刷陶瓷浆料并烧结，形成腔体结构。其优点是工艺简单、热膨胀匹配性好，但受丝网印刷限制，腔体厚度和线路精度有限，适用于对精度要求不高的小型器件封装。

有机胶接法制备DAC陶瓷基板产品

DAC三维陶瓷基板制备工艺流程

3. 直接粘接三维陶瓷基板（DAC）

将金属或陶瓷环通过有机胶粘剂与高精度DPC基板在低温下粘接成型。该工艺简单、成本低，且不损伤DPC线路层，但有机胶耐热性、气密性较差，适用于对散热与密封要求不高的高精度器件封装。

4. 多层镀铜三维陶瓷基板（MPC）

通过多次图形化电镀在陶瓷基板上构建三维铜结构，可实现高精度、高导热的立体线路，但工艺步骤较为复杂。

5. 直接成型三维陶瓷基板（DMC）

采用注塑或压铸工艺一次成型具有三维结构的陶瓷基板，再通过金属化处理形成线路，适合大批量、结构复杂的产品，但模具成本高，精度受成型工艺限制。

总结

陶瓷基板技术根据应用场景的不同，在材料选择、工艺方法和性能侧重上呈现出多样化发展。平面陶瓷基板以TFC、TPC、DBC、AMB等为代表，分别满足高精度、低成本、高功率等不同需求；三维陶瓷基板则通过HTCC/LTCC、MSC、DAC等工艺，在结构集成与功能扩展方面提供了更多可能。未来随着功率电子、射频模块、光电集成等领域的发展，陶瓷基板将继续向更高导热、更高精度、更高可靠性及更优成本的方向演进。