陶瓷管殼,又稱(chēng)陶瓷封裝管殼,是指以陶瓷為原材料制備而成的封裝外殼。陶瓷封裝管殼具有優(yōu)異的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性能、絕緣性能、氣密性能、防潮性能、避光性能等,是常用的電子封裝材料之一,可廣泛用作電真空管開(kāi)關(guān)、高頻大功率電子管、大規(guī)模集成電路的外殼,終端應(yīng)用領(lǐng)域包括5G通信、航空航天、國(guó)防軍工等。
陶瓷管殼種類(lèi)及應(yīng)用
●陶瓷管殼種類(lèi)多樣,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,其可分為陶瓷雙列直插封裝管殼(CDIP)、陶瓷四面引腳扁平封裝管殼(CQFP)、陶瓷針柵矩陣封裝管殼(CPGA)、陶瓷小外形封裝管殼(CSOP)、陶瓷無(wú)引線(xiàn)片式載體外殼(CLCC)、陶瓷焊球陣列外殼(CBGA)、陶瓷四邊無(wú)引線(xiàn)外殼(CQFN)等。
① 雙列直插陶瓷外殼(CDIP)
陶瓷雙列直插封裝(CDIP/CerDIP)是最普及的插裝型封裝之一,由兩塊干壓陶瓷包圍一個(gè)雙列直插成形的引腳框架組成,其引腳從封裝外殼兩側(cè)引出,應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC,存貯器LSI,微機(jī)電路等。引腳框架和陶瓷密封系統(tǒng)由燒結(jié)玻璃在400至460攝氏度回流密封聯(lián)合在一起。
② 陶瓷針柵陣列外殼(CPGA)
CPGA是插裝型封裝之一,其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。CPGA封裝密度高、電熱性能好,氣密性好,可靠性高。適用于封裝CPU、DSP、CCD、ASIC等。
③ 陶瓷小外形外殼(CSOP)
CSOP是一種常見(jiàn)的表面貼裝封裝之一,引腳從兩側(cè)引出。CSOP具有生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良、可靠性高、體積小、重量輕和封裝密度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于集成放大器,驅(qū)動(dòng)器,存儲(chǔ)器和比較器
④ 陶瓷無(wú)引線(xiàn)片式載體外殼(CLCC)
帶引腳的陶瓷芯片載體,表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出,呈丁字形。具有體積小、重量輕、散熱好、可靠性高的特點(diǎn)。CLCC一般適用于高密度表面安裝,通常應(yīng)用于用于中小規(guī)模集成電路封裝,例如ECL、TTL、CMOS等。
⑤ 陶瓷焊球陣列外殼(CBGA)
氣密性好,抗?jié)駳庑阅芨?,因而封裝組件的長(zhǎng)期可靠性高。與PBGA器件相比,電絕緣特性更好,與PBGA器件相比,封裝密度更高。用于封裝大規(guī)模集成電路,例如CPU、DSP、SOC、FPGA等。
陶瓷焊球陣列外殼
⑥ 陶瓷四邊扁平外殼(CQFP)
CQFP具有體積小,重量輕,封裝密度高,熱電性能好,適合表面安裝的特點(diǎn),可廣泛用于各種大規(guī)模集成電路封裝,如ECL及CMOS門(mén)陣列電路等。
⑦ 陶瓷四邊無(wú)引線(xiàn)外殼(CQFN)
CQFN陶瓷封裝管殼是一種常見(jiàn)的表面貼裝封裝之一,具有體積小,導(dǎo)熱性好、密封性好、機(jī)械強(qiáng)度高、封裝可靠性高的特點(diǎn),在高速AD/DA、DDS等電路中,也被應(yīng)用于聲表波、射頻和微波器件的封裝。
●根據(jù)原材料不同,其可分為氧化鋁(Al2O3)陶瓷管殼、氧化鈹(BeO)陶瓷管殼與氮化鋁(AlN)陶瓷管殼等。
氧化鋁陶瓷管殼憑借著絕緣性好、耐電強(qiáng)度高、沖擊韌性高、高頻損耗小等優(yōu)勢(shì)已在高功率電子封裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用,目前已成為陶瓷管殼市場(chǎng)主流產(chǎn)品;氮化鋁陶瓷管殼是陶瓷管殼市場(chǎng)最具發(fā)展?jié)摿Φ募?xì)分產(chǎn)品,其具有更優(yōu)異的熱導(dǎo)率、電性能、機(jī)械性能等,在惡劣環(huán)境下仍可正常工作,但其制造工藝復(fù)雜,目前尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。
陶瓷封裝管殼市場(chǎng)及現(xiàn)狀分析
陶瓷管殼下游應(yīng)用產(chǎn)品主要包括微控制器、視頻控制器、齒形濾波器、邏輯電路存貯器、集成放大器等,伴隨著下游市場(chǎng)快速發(fā)展,陶瓷管殼市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2022年全球陶瓷管殼市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)18.6億美元,同比增長(zhǎng)7.2%,主流產(chǎn)品氧化鋁陶瓷管殼市占比約為45%。
盡管陶瓷管殼的應(yīng)用甚廣,且其種類(lèi)繁多,用量極大,但其技術(shù)壁壘高,目前全球市場(chǎng)仍由日本京瓷占據(jù)主導(dǎo)地位。近年來(lái),在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展背景下,本土企業(yè)逐步突破陶瓷管殼關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)始在全球市場(chǎng)嶄露頭角,主要企業(yè)包括河北中瓷電子、潮州三環(huán)集團(tuán)、江蘇省宜興電子、嘉興佳利電子、合肥伊豐電子、合肥圣達(dá)電子等。
伴隨著下游市場(chǎng)快速發(fā)展,陶瓷管殼規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,行業(yè)展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。目前我國(guó)已突破陶瓷管殼關(guān)鍵技術(shù),本土企業(yè)正在加快搶占全球市場(chǎng)份額,行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)向好。
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