什么是陶瓷封裝基座？一座密封性好的真空小“房子”

一顆只有半粒兒米大小的陶瓷封裝基座，要歷經(jīng)20多道工序、60多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需約20天的時間才能生產(chǎn)出來。

這中間有多難，你能想象嗎?

曾經(jīng)，有長達近40年的時間，這個行業(yè)都被稻盛和夫一手創(chuàng)辦的京瓷(KYOCERA)所壟斷。如今，全球只有3家企業(yè)批量生產(chǎn)該產(chǎn)品，其中一家，在河南。

陶瓷封裝基座，小的只有半粒兒米那么大

小到手機、掃地機器人，大到5G基站、智能家居、航空航天，我們的生活中，隨處都有一種你可能從來沒注意過的小東西——陶瓷封裝基座(PKG)。

什么是陶瓷封裝基座?

在瓷金科技(河南)有限公司(簡稱“瓷金科技”)總經(jīng)理潘亞蕊看來，它就像是芯片的“房子”，一座密封性好的真空小“房子”。具體來說，陶瓷封裝基座是由印刷有導(dǎo)電圖形和沖制有電導(dǎo)通孔的陶瓷生片，按一定次序相互疊合，并經(jīng)過氣氛保護燒結(jié)工藝加工而形成的一種三維互連結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝。

它能對芯片起到什么作用?

潘亞蕊說，它主要是為芯片提供安裝平臺，滿足氣密性封裝的要求，使芯片免受外來機械損傷并防止?jié)駳?、酸性氣體等對制作在芯片上的電極腐蝕損害;同時，通過基座上的金屬焊區(qū)，把芯片上的電極與電路板上的電極連接起來，實現(xiàn)內(nèi)外電路導(dǎo)通。

9月15日，在瓷金科技嚴(yán)格保密的生產(chǎn)車間里，頂端新聞·河南商報記者見到了大小不一的陶瓷封裝基座。如今正在小試的1612型陶瓷封裝基座，只有1.6mm×1.2mm，約半粒兒米大小。

尚未燒制的陶瓷生片，像塑料片一樣柔軟，以方便制作多層內(nèi)部互連電路。用顯微鏡放大觀察，能清楚地看到肉眼很難看到的細孔和切痕。陶瓷生片再經(jīng)過燒結(jié)、表面處理、裂片等工序，變成最終成品。潘亞蕊說：“我們的產(chǎn)品從開始投產(chǎn)到最終成品要經(jīng)過20多道工序、60多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，20天左右的時間。”

這些成品會被售賣到生產(chǎn)晶振、濾波器等的企業(yè)，最終應(yīng)用于智能家居、智能手機、無線通訊、汽車等領(lǐng)域。

研發(fā)7年，一半時間在打磨設(shè)備、工藝

陶瓷封裝基座，是一個各自保密、沒有借鑒的高門檻行業(yè)。真正入行前，瓷金科技董事長、河南人劉永良有一家陶瓷封裝基座的下游公司，“當(dāng)時，市場被國外企業(yè)壟斷，我們買材料很辛苦。我就想說，中國人就做不出來?不可能。”

2010年，潮州三環(huán)打破了國外壟斷，實現(xiàn)了陶瓷封裝基座在國內(nèi)的量產(chǎn)。2013年，劉永良決定投入陶瓷封裝基座的研究，“實現(xiàn)完全國產(chǎn)化替代，需要更多國內(nèi)企業(yè)去做這件事。”

兩年后的2015年，劉永良回到登封，成立了瓷金科技，專注于陶瓷封裝基座的研究。

直到2019年，在持續(xù)投入六七千萬元、研發(fā)7年后，瓷金科技成為國內(nèi)第二家實現(xiàn)陶瓷封裝基座量產(chǎn)的企業(yè)，“終于算是成功了。”

為什么這么難?劉永良說，因為各自保密，市面上根本買不到現(xiàn)成的生產(chǎn)設(shè)備，也沒有現(xiàn)成的工藝流程，“產(chǎn)品做出1顆、100顆都還算簡單，實現(xiàn)量產(chǎn)的過程非常艱辛。它需要一整套的設(shè)備。”瓷金科技做研發(fā)的7年，僅在研究設(shè)備、工藝上就花了一半時間。

如今，瓷金科技已建成了國際上唯一SMD(表面貼裝器件)陶瓷器件全自動智能化生產(chǎn)線，也是國內(nèi)唯一實現(xiàn)集設(shè)備、陶瓷封裝基座、金屬蓋板生產(chǎn)為一體的企業(yè)。

未來持續(xù)做研發(fā)，把“房子”升級成“別墅”

據(jù)劉永良透露，目前，全球僅有包括京瓷、潮州三環(huán)、瓷金科技在內(nèi)的3家企業(yè)在生產(chǎn)陶瓷封裝基座，“之前國外還有兩家公司在做，但效率、成本、質(zhì)量都比不過京瓷，還要不斷地投入研發(fā)、投入設(shè)備去追趕它，所以最后就干脆不做了。”

和京瓷相比，入行時間晚了很多的瓷金科技，雖產(chǎn)品型號還不夠齊全、體量相對較小、采購成本較高，但在劉永良看來，也有著自己獨到優(yōu)勢，“我們的自動化程度很高，在節(jié)省材料和時間效率上，做了很多優(yōu)化。在不少點上，我們都申請了專利，相比他們有了較大的突破。”這些自動化的設(shè)備，都由學(xué)無線電、技術(shù)出身的劉永良自己帶隊研發(fā)完成。

稻盛和夫曾經(jīng)說過，技術(shù)開發(fā)必須由“外行”來做。不是專家、又懂一些技術(shù)的“外行”，反而能夠持有純粹的愿望。在這種狀態(tài)下，沒有開發(fā)不出的東西。

劉永良也笑言，自己是人傻膽大往前沖，“搞技術(shù)研發(fā)的，有種工匠精神、不服輸?shù)木裨冢胫欢ㄒ堰@個事情給做起來。”

如今，瓷金科技可以說“擁有行業(yè)內(nèi)效率最高的一條生產(chǎn)線”，劉永良說：“國內(nèi)頂端的做芯片封裝的企業(yè)，幾乎都是我們的客戶。”

對于芯片來說，“房子”也并非越大越好。

未來，瓷金科技將對標(biāo)京瓷，往輕薄化、小型化發(fā)展，把“房子”升級成“別墅”。

劉永良說，“我們已經(jīng)在生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品，被國外卡脖子的高端產(chǎn)品也會繼續(xù)研究，在芯片封裝領(lǐng)域做大做強。”(頂端新聞·河南商報記者丁亞菲文/圖 部分為受訪者供圖)

標(biāo)簽： 什么是陶瓷封裝基座 密封性好的真空小房子 陶瓷封裝基座能對芯片起到什么作用 使芯片免受損害

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