陶瓷基板系列-电子封装陶瓷基板材料
从芯片到设备和系统的过程称为电子封装。芯片只有经过封装后才能成为具有鲜明特征的完整器件。电子封装的主要功能包括机械保护、电气互连、散热与热匹配以及导光以减少光损失、提高光效率。因此，作为电子器件封装的基板，需要具有高强度、高导热率、耐热性好、高绝缘性、与芯片材料热匹配、高反射率等性能。目前，陶瓷材料具有上述特性，已广泛应用于半导体照明、激光与光通信、航空航天、汽车电子、深海钻探等领域。
陶瓷基板,又称陶瓷线路板，包括陶瓷基板和金属线路层。电子封装陶瓷基板常用材料包括氧化铝 (Al2O3),氮化铝（AlN）,氮化硅（Si3N4）和氧化铍 (BeO)。以下是它们的特性和技术特点。
| 项目 | 单元 | 96% 三氧化二铝 | 99.6% 三氧化二铝 | 氮化铝170 | 氮化铝190 | 氮化硅 |
| 颜色 | --- | 白色的 | 白色的 | 浅灰色 | 浅灰色 | 深灰色 |
| 密度 | 克/厘米3 | 3.72 | 3.9 | 3.33 | 3.32 | 3.2 |
| 弯曲强度（@25℃） | 兆帕 | 380 | 500 | 382 | 335 | 420 |
| 导热系数（@25℃） | 瓦/MK | >=24 | >=33 | >=170 | >=190 | >=170 |
| 热膨胀系数(20-300℃） | 10-6毫米/℃ | 6.9 | 6.9 | 2.8 | 2.8 | 4.6 |
| 电阻率（@25℃） | 厘米 | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 | 10^14 |
| 介电常数（@1MHz，25℃） | --- | 9 | 9.9 | 8.56 | 8.56 | 8 |
| 击穿强度 | 千伏/毫米 | 17 | 17 | 18.45 | 18.45 | 15 |
| 表面粗糙度 | Ra(μm） | 0.2-0.4 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.3-0.5 | 0.2-0.6 |
马塞拉的生产陶瓷基板的主要参数
氧化铝一般是由 以96%或99.6%氧化铝为陶瓷基材， 它的颜色是白色的。氧化铝陶瓷具有原料来源丰富、价格低廉、高绝缘、耐热、耐化学腐蚀、机械强度高等优点。是一种综合性能良好的陶瓷基板材料，占陶瓷基板材料总量的80%以上。但由于其导热系数相对较低，热膨胀系数较高，一般应用于汽车电子、半导体照明、电气设备等领域。
氮化铝材质呈浅灰色，属于六方晶系。它是一种具有AlN4闪锌矿结构单元的共价化合物。这种结构决定了其优异的热学、电学和机械性能。氮化铝陶瓷的导热系数是氧化铝陶瓷的6-8倍，但热膨胀系数仅为其50%。此外，它还具有绝缘强度高、介电常数低、耐腐蚀性能好等优点。除成本较高外，氮化铝陶瓷的综合性能优于氧化铝陶瓷，使其成为理想的电子封装基板材料，特别适用于导热性能要求较高的领域。
Si3N4具有三种晶体结构，即α相、β相和γ相（其中α相和β相最为常见），均具有六方结构，基体颜色为深灰色。具有高硬度、高强度、低热膨胀系数、高耐腐蚀性等优点。由于Si3N4陶瓷的晶体结构复杂，早期研究认为由于显着的声子散射，其热导率较低。然而，通过广泛的研究和工艺优化，氮化硅陶瓷的导热系数不断提高，目前已超过177 W/(m·K)。在可用作基体材料的陶瓷材料中，Si3N4陶瓷具有最高的抗弯强度和良好的耐磨性，使其成为综合力学性能最好的陶瓷材料。同时，其热膨胀系数最小，被认为是一种非常有前途的功率器件封装基板材料。但其制备工艺复杂、成本较高，适合在强度要求较高的领域应用。
4.氧化铍陶瓷
BeO密度低，具有纤锌矿型、强共价键结构，粉末和基体均为白色。 BeO的导热系数是Al2O3的数倍，使其适用于大功率电路，具有良好的综合性能。但由于BeO粉末具有毒性，存在环境问题，很多国家都无法生产。 BeO的烧结温度可达1900℃以上，生产成本较高； BeO的热导率随着温度的升高而降低，限制了氧化铍的推广应用。但在某些大功率、高频半导体器件、航空航天电子设备、卫星通信等领域，仍采用BeO陶瓷作为衬底材料，以追求高导热率和理想的高频特性。
5.其他
除了上述陶瓷材料之外，还可以使用碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等作为陶瓷基板材料。其中，SiC陶瓷单晶材料的室温导热系数可达490 W/(m·K)，而SiC多晶的导热系数仅为67 W/(m·K)。此外，SiC材料的介电常数为40，是AlN陶瓷的4倍，限制了其高频应用。 BN材料具有良好的综合性能，但作为衬底材料，其优势并不突出，且价格昂贵，热膨胀系数与半导体材料不匹配。
总体而言，陶瓷基板在功率器件封装中发挥着至关重要的作用，是各国研发重点的关键电子材料。睫毛膏生产高品质陶瓷基板氧化铝,氮化铝， 和氮化硅作为材料，并在生产线上引进了激光设备，可根据客户要求进行激光切割、划片、钻孔。尺寸精度高，加工速度快，产品稳定性好。对于表面处理，还可提供抛光或DPC&DBC金属化。如果您需要我们的报价，请将您的设计或要求详细信息发送给我们。
