[發布日期：2021-11-15 15:42:33] 點擊：
第一代半導體以矽 (Si)、鍺 (Ge) 材料為代表，主要應用在數據運算領域，奠定了微電子產業基礎。第二代半導體以砷化镓 (GaAs)、磷化銦 (InP) 為代表，主要應用於通信領域，用於製作高性能微波、毫米波及發光器件，奠定了信息產業基礎。隨著技術發展和應用需要的不斷延伸，二者的局限性逐漸體現出來，難以滿足高頻、高溫、高功率、高能效、耐惡劣環境以及輕便小型化等使用需求。
以碳化矽 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 為代表的第三代半導體材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電壓高、熱導率高、載流子飽和漂移速度大等特點，其製作的電子器件可在 300°C 甚至更高溫度下穩定工作 (又稱為功率半導體或高溫半導體)，是固態光源 (如 LED)、激光器 (LD)、電力電子 (如IGBT)、聚焦光伏 (CPV)、微波射頻 (RF) 等器件的“核芯”，在半導體照明、汽車電子、新一代移動通信 (5G)、新能源與新能源汽車、高速軌道交通、消費類電子等領域具有廣闊的應用前景，有望突破傳統半導體技術瓶頸，與第一代、第二代半導體技術互補，在光電器件、電力電子、汽車電子、航空航天、深井鑽探等領域具有重要應用價值，對節能減排、產業轉型升級、催生新經濟增長點將發揮重要作用。
伴隨著功率器件 (包括 LED、LD、IGBT、CPV 等) 不斷發展，散熱成為影響器件性能與可靠性的關鍵技術。對於電子器件而言，通常溫度每升高 10°C，器件有效壽命就降低 30% ~ 50%。因此，選用合適的封裝材料與工藝、提高器件散熱能力就成為發展功率器件的技術瓶頸。以大功率 LED 封裝為例，由於輸入功率的 70% ~ 80% 轉變成為熱量 (隻有約 20% ~ 30% 轉化為光能)，且 LED 芯片麵積小，器件功率密度很大 (大於 100 W/cm2)，因此散熱成為大功率 LED 封裝必須解決的關鍵問題。如果不能及時將芯片發熱導出並消散，大量熱量將聚集在 LED 內部，芯片結溫將逐步升高，一方麵使 LED 性能降低 (如發光效率降低、波長紅移等)，另一方麵將在 LED 器件內部產生熱應力，引發一係列可靠性問題 (如使用壽命、色溫變化等)。
封裝基板主要利用材料本身具有的高熱導率，將熱量從芯片 (熱源) 導出，實現與外界環境的熱交換。對於功率半導體器件而言，封裝基板必須滿足以下要求：
(1) 高熱導率。目前功率半導體器件均采用熱電分離封裝方式，器件產生的熱量大部分經由封裝基板傳播出去，導熱良好的基板可使芯片免受熱破壞。(2) 與芯片材料熱膨脹係數匹配。功率器件芯片本身可承受較高溫度，且電流、環境及工況的改變均會使其溫度發生改變。由於芯片直接貼裝於封裝基板上，兩者熱膨脹係數匹配會降低芯片熱應力，提高器件可靠性。(3) 耐熱性好，滿足功率器件高溫使用需求，具有良好的熱穩定性。(4) 絕緣性好，滿足器件電互連與絕緣需求。(5) 機械強度高，滿足器件加工、封裝與應用過程的強度要求。(6) 價格適宜，適合大規模生產及應用。
目前常用電子封裝基板主要可分為高分子基板、金屬基板 (金屬核線路板，MCPCB) 和陶瓷基板幾類。對於功率器件封裝而言，封裝基板除具備基本的布線 (電互連) 功能外，還要求具有較高的導熱、耐熱、絕緣、強度與熱匹配性能。因此，高分子基板 (如 PCB) 和金屬基板 (如 MCPCB) 使用受到很大限製;而陶瓷材料本身具有熱導率高、耐熱性好、高絕緣、高強度、與芯片材料熱匹配等性能，非常適合作為功率器件封裝基板，目前已在半導體照明、激光與光通信、航空航天、汽車電子、深海鑽探等領域得到廣泛應用。
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