气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术，传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题，无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势，研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气密封装，重点探讨了焊接过程中脉冲激光与材料相互作用模式，分析了焊接样品界面微观形貌、气密性、力学性能等。研究表明，焊接金属区裂纹的出现与基底金属铜向可伐侧的扩散密切相关；焊接过程稳定、焊接熔深小的热传导模式和过渡模式可以避免焊接裂纹出现。通过试验优化了焊接工艺参数，当激光峰值功率为120 W、脉冲宽度为1 ms、重叠率为80%时，三维陶瓷基板腔体结构获得了最佳高气密性，泄漏率为5.2×10^-10 Pa·m³/s，接头剪切强度为278.06 MPa，满足第三代半导体器件高可靠气密封装需求。

陶瓷基板是电子器件的重要基础材料，利用机器视觉技术结合深度学习策略实现陶瓷基板的瑕疵检测对保证产品质量具有重要的意义。增加成像设备的视场以实现多个陶瓷基板的同时成像，可以显著提高陶瓷基板的检测速度；但也带来了图像分辨率的降低，并最终导致瑕疵检测精度的降低。针对上述问题，本文提出了一种基于知识蒸馏的低分辨率陶瓷基板瑕疵自动检测方法。该方法利用YOLOv5框架分别构建了教师网络和学生网络，基于知识蒸馏思想将教师网络获得的高分辨率图像特征信息指导学生网络的训练，以提高学生网络对低分辨率陶瓷基板图像的瑕疵检测能力；同时，在教师网络中引入基于Coordinate Attention （CA）注意力思想的特征融合模块，使得教师网络学习到的特征同时适应高分辨率图像信息和低分辨率图像信息，从而能较好地指导学生网络的训练；最后，引入基于Gradient Harmonizing Mechanism（GHM）的置信度损失函数，以提高瑕疵的检出率。实验结果表明，本文基于知识蒸馏的陶瓷基板瑕疵检测方法对于224×224分辨率输入图像的污渍、异物、多金、缺瓷以及损伤这五类瑕疵检测的平均准确率和平均召回率分别达到了96.80%和90.01%，相比于目前主流的目标检测算法，本文算法取得了更好的检测结果。

根据5G信号对通道带宽的要求，通过研究陶瓷基板中“类同轴”互连的微波特性，设计了一种新型非垂直互连结构，通过陶瓷介电层之间金属化通孔的错位设计，改善垂直过孔与水平传输线转弯处的阻抗突变，更有利于高频信号的传输，进一步扩展带宽。分析了错位角度、阶梯级数、焊球半径和焊球间距对传输性能的影响，设计并实现了宽带低损耗互连陶瓷基板。测试结果表明，该结构的最高应用频率可达55 GHz，在DC-55 GHz频带内插入损耗小于1.5 dB，回波损耗大于15 dB，同时利用实测数据进行信号传输验证，结果表明在未引入预加重、均衡的情况下即可满足56 G/112 G NRZ，112 G PAM4高速信号的传输。

普通印刷电路板（PCB）材料热导率低，散热性能不佳，难以用于封装大功率器件。本文提出并制备了一种直接电镀铜陶瓷基板（DPC）的PCB基板（以下简称“内嵌基板”），利用陶瓷材料高热导率强化基板局部散热，并将其应用于大功率LED封装。使用胶粘剂将DPC基板固定在开窗的PCB基板中，电互连后得到内嵌基板。相较于普通PCB基板，相同电流下内嵌基板表面温度低，温升趋势放缓，当电流从200 mA增加到400 mA时，内嵌基板温升比普通PCB基板低约42.1 ℃。当电流为350 mA时，内嵌基板封装的LED样品热阻和结温变化分别为15.55 K/W和9.36 ℃，其光功率随电流增加而增大，并始终高于同电流下普通PCB基板封装LED；在400 mA时，两者光功率相差约16.7%。实验表明，内嵌基板是一种高性能、低成本的封装基板，可有效提高大功率LED散热性能，满足功率器件封装应用需求。

陶瓷基板是半导体元器件的重要基础材料，其瑕疵检测对保证产品质量具有重要的意义。提出了一种基于改进YOLOV4网络的陶瓷基板瑕疵自动检测方法。针对陶瓷基板瑕疵尺寸较小、颜色形状多变以及不同类瑕疵间尺寸变化较大导致的瑕疵检测困难问题，改进的YOLOV4网络通过借鉴Complete Intersection over Union（CIoU）思想优化初始先验框设计，引入基于梯度协调机制的置信度损失函数和十字交叉注意力网络来改善缺陷检测能力。实验结果表明，基于改进YOLOV4的陶瓷基板瑕疵检测方法对于陶瓷基板污染、异物、多金、缺瓷以及损伤这5类瑕疵检测的平均准确性达到98.3%，可满足工业现场对陶瓷基板瑕疵的检测精度要求。