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《HTCC:高性能电子封装的关键材料与未来趋势》

171 2025-10-18

在高性能电子封装与功率半导体领域,高温共烧陶瓷(HTCC)以其卓越的可靠性与稳定性,陶瓷基板成为不可替代的关键基础材料。它是指在超过1450℃的超高温环境下,将多层陶瓷生坯与金属线路一次共烧成致密整体的技术,为复杂电路提供了坚固的骨架和高效的神经网络,下面由深圳金瑞欣小编来为大家讲解一下:

金属通孔陶瓷基电路板.jpg

一、 技术核心:独特的工艺路径

HTCC的制造工艺是其性能的基石,主要分为两个关键阶段:


排胶处理:首先在900℃以下的温度中,将成型后的生坯中的有机粘合剂彻底去除,为后续高温烧结做好准备。


高温共烧:随后在高达1500℃至1800℃的惰性气氛中,使多层陶瓷致密化,并与内部的金属导体同步烧结,最终形成结构一体、电气互连的三维立体电路。


二、 性能透视:优势与挑战并存

HTCC的魅力源于其独特的材料体系,这也决定了其独特的性能图谱。


显著优势:


卓越的稳定性:具备耐高温、耐腐蚀、寿命长及高结构强度,可在恶劣环境下稳定工作。


高效的热管理:导热性好、热补偿速度快、温度均匀,实现了高效节能的热控制。


高密度集成:支持高布线密度,满足复杂电路的微型化需求。


固有挑战:


极高的共烧温度,排除了金、银、铜等低熔点高导金属的使用,迫使它必须采用钨、钼等难熔金属作为导体。


这些难熔金属的电导率相对较低,可能在高频高速应用场景中引发信号延迟,这在一定程度上限制了其在某些领域的应用。


综合来看,HTCC凭借其在机械强度、热管理和化学稳定性方面的综合优势,尤其在对散热和可靠性要求极高的大功率微组装领域,展现出不可比拟的应用潜力。


三、 应用版图:从核心封装到智能感知

HTCC技术已深度融入现代工业的多个核心领域:


陶瓷封装(主导市场):HTCC封装管壳与基座是半导体芯片,特别是通信、传感器、MEMS和光通信器件的“铠甲”,为内部精密电路提供机械支撑、气氛保护和电气连接。通信领域是其最大的应用市场。


高效加热体:作为一种新型环保发热元件,HTCC加热体凭借热效率高、寿命长的特点,广泛应用于暖风机、干衣机等家用及工业加热设备。


高端传感器:在汽车氧传感器、压力传感器等关键部件中,HTCC陶瓷作为核心衬底,承担着在苛刻环境下精准感知的使命,例如保障汽车三元催化系统高效工作的氧传感器。


四、 市场格局与未来趋势

1. 市场驱动力与规模

在新能源汽车、光伏储能产业爆发的推动下,市场对IGBT等功率模块的需求激增,直接拉动了作为理想衬底的HTCC的需求。据权威机构预测,全球陶瓷基板市场规模将以6.42%的年复合增长率稳健扩张,至2029年有望突破109.8亿美元。


2. 竞争格局:日本主导,中国追赶


全球份额:目前,日本厂商在陶瓷粉体配方和基板制造技术上占据绝对垄断地位,掌控了全球约70% 的市场份额。


国内现状:中国厂商起步较晚,技术积累薄弱,导致产业差距明显。HTCC高技术壁垒使得国内仅有少数企业涉足研发,具备批量供应能力者更是寥若晨星,远不能满足国内市场蓬勃发展的需求。


3. 未来展望:机遇与挑战


广阔前景:5G通信、万物互联时代的到来,将对HTCC元器件产生持续而旺盛的需求。


国产替代窗口:全球贸易环境的变化,为HTCC产品的国产化替代提供了巨大的历史性机遇。


破局之路:对于国内产业而言,当务之急是集中力量突破核心技术瓶颈,提升工艺水平与产品一致性。唯有如此,才能打通产业链,实现高端电子陶瓷产品的自主可控,最终提升我国在相关战略领域的全球竞争力,更多陶瓷基板相关资讯可以搜索“金瑞欣”进行查看,我们会定期更新资讯,若您有相关需求,欢迎与我们联系,我们将竭诚为您服务。 

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