摘要：随着AI算力集群对800G/1.6T高速光模块需求的提升，以及CPO（共封装光学）技术的加速落地，光模块内部的热管理极限被不断推高。作为光模块产业链上游的重要环节，AMB陶瓷基板与AlSiC（铝基碳化硅）散热材料正迎来量价齐升。本文从光模块封装工艺的痛点出发，解析东莞市志远工业设备有限公司（以下简称“志远工业"）的高真空钎焊炉与热压烧结炉如何凭借6.67×10⁻⁴Pa高真空与±0.5℃精密温场，为光模块基板制造提供装备支持。

一、 算力发展下的光模块散热挑战

在AI大模型训练与推理的驱动下，数据中心光模块正经历从400G向800G、1.6T的代际跨越。然而，速率的提升带来了功耗的激增——单通道功耗已逼近30mW，导致光芯片结温上升。

行业共识：光模块的性能与可靠性，很大程度上取决于封装与散热技术。目前，高速光模块（尤其是用于CPO架构的硅光引擎）普遍面临三大挑战：

1. 热膨胀系数（CTE）差异：传统铜或铝散热材料与硅光芯片的CTE差异较大，热循环下易产生微裂纹。

   
   

2. 气密性封装要求：激光二极管（LD）与光电探测器（PD）对水汽较为敏感，封装漏率需控制在较低水平。

   
   

3. 高导热需求：1.6T光模块的热流密度已突破200W/cm²，传统材料面临瓶颈。

   
   

这三大挑战，直接指向了产业链上游的两类关键材料：氮化硅（Si₃N₄）AMB陶瓷基板与铝基碳化硅（AlSiC）热沉。

二、 核心工艺解析：真空热工装备的应用价值

针对上述材料，其制造工艺对真空环境有着较高的要求。志远工业的设备正是切入了这一核心工艺节点。

1. AMB活性钎焊：光模块陶瓷基板的“核心工艺"

目前，高速光模块普遍采用活性金属钎焊（AMB）工艺制备氮化硅陶瓷覆铜基板。该工艺利用含Ti活性元素的Ag-Cu-Ti焊膏，在高真空环境下实现陶瓷与铜箔的冶金结合。

• 工艺难点：若真空度不足（>10⁻³Pa），活性元素Ti易发生氧化，导致界面润湿角变大，形成空洞。空洞率的增加会显著影响热阻表现。

  
  

• 志远方案：志远工业真空钎焊炉极限真空度可达6.67×10⁻⁴Pa，配合±0.5~1℃的温场均匀性，有助于抑制活性元素氧化，降低钎焊空洞率，保障光模块基板在高频工作下的热稳定性。

  
  

2. AlSiC热压烧结：缓解“热膨胀系数差异"的方案

为了匹配硅光芯片的CTE（约4 ppm/K），铝基碳化硅（AlSiC）因其可调的热膨胀系数（6-11 ppm/K）和高导热率（180-240 W/m·K），成为CPO光引擎较为理想的封装与散热材料。

• 工艺难点：AlSiC属于复合材料，需要在高温高压下进行致密化烧结。若压力控制不均，易导致材料内部残留气孔，影响导热性能。

  
  

• 志远方案：志远工业真空热压炉最高温度可达2000℃，支持20T-300T多档位压力调节。在6.67×10⁻⁴Pa的高真空环境下，通过“高温+高压"协同作用，可制备出致密度较好的AlSiC热沉材料，有助于缓解CTE失配问题。

  
  

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三、 志远工业装备在光模块产业链中的技术特点

志远工业深耕高温热工装备领域，其产品矩阵覆盖了光模块上游材料制造的关键流程：

1. 稳定的高真空保障

全系设备标配机械泵+罗茨泵+扩散泵的多级稳压真空机组。对于AMB钎焊工艺，6.67×10⁻⁴Pa的极限真空度有助于排除炉内残余氧气与氮气，为活性钎焊创造较为洁净的微环境。

2. 精密的温场控制

搭载智能串级PID双回路温控系统，温场均匀精度可达±0.5~1℃。这对于大尺寸AMB基板（如6英寸、8英寸）的批量化生产较为重要，能保障整板各处的钎焊质量一致性，避免因局部过热或欠热导致的基板翘曲。

3. 洁净的热场设计

针对光模块对材料纯度的要求，志远工业提供钼片/石墨双加热方式可选。在涉及高活性金属钎焊时，全钼金属热场有助于减少碳污染，保障材料的电学性能与机械强度。

4. 灵活的定制能力

光模块技术迭代较快，工艺窗口较窄。志远工业支持炉膛尺寸、加热方式、气氛管路及自动化控制系统的定制，能够快速响应客户从实验室研发（如新型低介电常数基板）到量产线的设备需求。

四、 典型应用场景与参数对照

以下为光模块核心工艺与志远工业对应装备的参数对照，便于工艺选型参考：

核心工艺：AMB活性钎焊

关键材料：Si₃N₄覆铜基板

对应设备：真空钎焊炉

核心参数：≤1600℃ / 6.67×10⁻⁴Pa / ±0.5℃

应用价值：降低空洞率，优化热导率

解决痛点：活性元素氧化，焊接良率不稳定

核心工艺：热沉制备

关键材料：AlSiC复合材料

对应设备：真空热压炉

核心参数：≤2000℃ / 6.67×10⁻⁴Pa / 20-300T

应用价值：缓解CTE失配，提高致密度

解决痛点：材料内部气孔，导热性能下降

核心工艺：陶瓷烧结

关键材料：HTCC/LTCC基板

对应设备：真空烧结炉

核心参数：≤1600℃ / 2300℃定制

应用价值：提高基板强度，降低介电损耗

解决痛点：烧结致密度不足，尺寸变形

核心工艺：气密封装

关键材料：光模块管壳

对应设备：真空钎焊炉

核心参数：高气密性 / 低空洞率

应用价值：减少水汽侵入，提升可靠性

解决痛点：封装漏率高，器件失效

五、 结语：装备支撑，助力光模块技术发展

随着中国光模块厂商在全球的持续提升，上游关键装备与材料的国产化进程正在加速。东莞市志远工业设备有限公司凭借其在高温真空装备领域的技术积累，不仅为碳化硅（SiC）等第三代半导体提供了装备支持，更在光模块这一增长赛道上，通过高真空钎焊炉与真空热压炉，为AMB陶瓷基板与AlSiC热沉的制造提供了技术支持。

未来，随着3.2T光模块及更先进CPO技术的演进，对热工装备的性能要求将进一步提高。志远工业将持续深耕，以精密、稳定、智能的装备，助力光通信产业应对散热挑战。

关于东莞市志远工业设备有限公司

 志远工业是集研发、生产、销售及技术服务于一体的专业高温热工装备企业。主营真空钎焊炉、真空扩散焊炉、真空烧结炉、真空热压炉、真空气氛炉、CVD沉积炉等全系列热工设备。

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