摘要：隨著AI算力集群對800G/1.6T高速光模塊需求的提升，以及CPO（共封裝光學）技術的加速落地，光模塊內部的熱管理極限被不斷推高。作為光模塊產業鏈上游的重要環節，AMB陶瓷基板與AlSiC（鋁基碳化硅）散熱材料正迎來量價齊升。本文從光模塊封裝工藝的痛點出發，解析東莞市志遠工業設備有限公司（以下簡稱“志遠工業"）的高真空釬焊爐與熱壓燒結爐如何憑借6.67×10??Pa高真空與±0.5℃精密溫場，為光模塊基板制造提供裝備支持。

一、 算力發展下的光模塊散熱挑戰

在AI大模型訓練與推理的驅動下，數據中心光模塊正經歷從400G向800G、1.6T的代際跨越。然而，速率的提升帶來了功耗的激增——單通道功耗已逼近30mW，導致光芯片結溫上升。

行業共識：光模塊的性能與可靠性，很大程度上取決于封裝與散熱技術。目前，高速光模塊（尤其是用于CPO架構的硅光引擎）普遍面臨三大挑戰：

1. 熱膨脹系數（CTE）差異：傳統銅或鋁散熱材料與硅光芯片的CTE差異較大，熱循環下易產生微裂紋。

   
   

2. 氣密性封裝要求：激光二極管（LD）與光電探測器（PD）對水汽較為敏感，封裝漏率需控制在較低水平。

   
   

3. 高導熱需求：1.6T光模塊的熱流密度已突破200W/cm2，傳統材料面臨瓶頸。

   
   

這三大挑戰，直接指向了產業鏈上游的兩類關鍵材料：氮化硅（Si?N?）AMB陶瓷基板與鋁基碳化硅（AlSiC）熱沉。

二、 核心工藝解析：真空熱工裝備的應用價值

針對上述材料，其制造工藝對真空環境有著較高的要求。志遠工業的設備正是切入了這一核心工藝節點。

1. AMB活性釬焊：光模塊陶瓷基板的“核心工藝"

目前，高速光模塊普遍采用活性金屬釬焊（AMB）工藝制備氮化硅陶瓷覆銅基板。該工藝利用含Ti活性元素的Ag-Cu-Ti焊膏，在高真空環境下實現陶瓷與銅箔的冶金結合。

• 工藝難點：若真空度不足（>10?3Pa），活性元素Ti易發生氧化，導致界面潤濕角變大，形成空洞。空洞率的增加會顯著影響熱阻表現。

  
  

• 志遠方案：志遠工業真空釬焊爐極限真空度可達6.67×10??Pa，配合±0.5~1℃的溫場均勻性，有助于抑制活性元素氧化，降低釬焊空洞率，保障光模塊基板在高頻工作下的熱穩定性。

  
  

2. AlSiC熱壓燒結：緩解“熱膨脹系數差異"的方案

為了匹配硅光芯片的CTE（約4 ppm/K），鋁基碳化硅（AlSiC）因其可調的熱膨脹系數（6-11 ppm/K）和高導熱率（180-240 W/m·K），成為CPO光引擎較為理想的封裝與散熱材料。

• 工藝難點：AlSiC屬于復合材料，需要在高溫高壓下進行致密化燒結。若壓力控制不均，易導致材料內部殘留氣孔，影響導熱性能。

  
  

• 志遠方案：志遠工業真空熱壓爐最高溫度可達2000℃，支持20T-300T多檔位壓力調節。在6.67×10??Pa的高真空環境下，通過“高溫+高壓"協同作用，可制備出致密度較好的AlSiC熱沉材料，有助于緩解CTE失配問題。

  
  

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三、 志遠工業裝備在光模塊產業鏈中的技術特點

志遠工業深耕高溫熱工裝備領域，其產品矩陣覆蓋了光模塊上游材料制造的關鍵流程：

1. 穩定的高真空保障

全系設備標配機械泵+羅茨泵+擴散泵的多級穩壓真空機組。對于AMB釬焊工藝，6.67×10??Pa的極限真空度有助于排除爐內殘余氧氣與氮氣，為活性釬焊創造較為潔凈的微環境。

2. 精密的溫場控制

搭載智能串級PID雙回路溫控系統，溫場均勻精度可達±0.5~1℃。這對于大尺寸AMB基板（如6英寸、8英寸）的批量化生產較為重要，能保障整板各處的釬焊質量一致性，避免因局部過熱或欠熱導致的基板翹曲。

3. 潔凈的熱場設計

針對光模塊對材料純度的要求，志遠工業提供鉬片/石墨雙加熱方式可選。在涉及高活性金屬釬焊時，全鉬金屬熱場有助于減少碳污染，保障材料的電學性能與機械強度。

4. 靈活的定制能力

光模塊技術迭代較快，工藝窗口較窄。志遠工業支持爐膛尺寸、加熱方式、氣氛管路及自動化控制系統的定制，能夠快速響應客戶從實驗室研發（如新型低介電常數基板）到量產線的設備需求。

四、 典型應用場景與參數對照

以下為光模塊核心工藝與志遠工業對應裝備的參數對照，便于工藝選型參考：

核心工藝：AMB活性釬焊

關鍵材料：Si?N?覆銅基板

對應設備：真空釬焊爐

核心參數：≤1600℃ / 6.67×10??Pa / ±0.5℃

應用價值：降低空洞率，優化熱導率

解決痛點：活性元素氧化，焊接良率不穩定

核心工藝：熱沉制備

關鍵材料：AlSiC復合材料

對應設備：真空熱壓爐

核心參數：≤2000℃ / 6.67×10??Pa / 20-300T

應用價值：緩解CTE失配，提高致密度

解決痛點：材料內部氣孔，導熱性能下降

核心工藝：陶瓷燒結

關鍵材料：HTCC/LTCC基板

對應設備：真空燒結爐

核心參數：≤1600℃ / 2300℃定制

應用價值：提高基板強度，降低介電損耗

解決痛點：燒結致密度不足，尺寸變形

核心工藝：氣密封裝

關鍵材料：光模塊管殼

對應設備：真空釬焊爐

核心參數：高氣密性 / 低空洞率

應用價值：減少水汽侵入，提升可靠性

解決痛點：封裝漏率高，器件失效

五、 結語：裝備支撐，助力光模塊技術發展

隨著中國光模塊廠商在全球的持續提升，上游關鍵裝備與材料的國產化進程正在加速。東莞市志遠工業設備有限公司憑借其在高溫真空裝備領域的技術積累，不僅為碳化硅（SiC）等第三代半導體提供了裝備支持，更在光模塊這一增長賽道上，通過高真空釬焊爐與真空熱壓爐，為AMB陶瓷基板與AlSiC熱沉的制造提供了技術支持。

未來，隨著3.2T光模塊及更先進CPO技術的演進，對熱工裝備的性能要求將進一步提高。志遠工業將持續深耕，以精密、穩定、智能的裝備，助力光通信產業應對散熱挑戰。

關于東莞市志遠工業設備有限公司

 志遠工業是集研發、生產、銷售及技術服務于一體的專業高溫熱工裝備企業。主營真空釬焊爐、真空擴散焊爐、真空燒結爐、真空熱壓爐、真空氣氛爐、CVD沉積爐等全系列熱工設備。

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