陶瓷基板大講堂

陶瓷由什麼材料製成

「來源： ｜中科聚智 ID：Jong-July」

陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁（Al2O3）或氮化鋁（AlN）陶瓷基片表面（ 單面或雙面）上的特殊工藝板。所製成的超薄複合基板具有優良電絕緣效能，高導熱特性，優異的軟釺焊性和高的附著強度，並可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結構技術和互連技術的基礎材料。

塑膠和陶瓷材料的比較

塑膠尤其是環氧樹脂由於比較好的經濟性，至目前為止依然佔據整個電子市場的統治地位，但是許多特殊領域比如高溫、線膨脹係數不匹配、氣密性、穩定性、機械效能等方面顯然不適合，即使在環氧樹脂中新增大量的有機溴化物也無濟於事。

相對於塑膠材料，陶瓷材料也在電子工業扮演者重要的角色，其電阻高，高頻特性突出，且具有熱導率高、化學穩定性佳、熱穩定性和熔點高等優點。在電子線路的設計和製造中具有較大優勢，因此陶瓷被廣泛用於不同厚膜、薄膜或和電路的基板材料，還可以用作絕緣體，在熱效能要求苛刻的電路中做導熱通路以及用來製造各種電子元件。

各種陶瓷材料的比較

Al2O3

到目前為止，氧化鋁基板是電子工業中最常用的基板材料，因為在機械、熱、電效能上相對於大多數其他氧化物陶瓷，強度及化學穩定性高，且原料來源豐富，適用於各種各樣的技術製造以及不同的形狀。

BeO

BeO具有比金屬鋁還高的熱導率，應用於需要高熱導的場合，但溫度超過300℃後迅速降低，最重要的是由於其毒性限制了自身的發展。

AlN

AlN有兩個非常重要的效能值得注意：一個是高的熱導率，一個是與Si相匹配的膨脹係數。缺點是即使在表面有非常薄的氧化層也會對熱導率產生影響，只有對材料和工藝進行嚴格控制才能製造出一致性較好的AlN基板。

導熱係數

陶瓷型別

氮化鋁流延片AlN(170.0 W/m·K)

氮化鋁流延片是利用高純度氮化鋁粉料，透過流延的方式加工後。在氮氣的氣氛下，高溫燒結制成的。透過機械打磨獲得光滑的電子陶瓷基片。

這種陶瓷適宜應用在高導熱要求的使用環境下，尤其適合UV-LED，太陽能電池和鐳射器的光電轉化和熱電轉化的領域中。

氧化鋁流延片Al2O3(18.0 W/m·K)

氧化鋁流延片是利用高純度氧化鋁粉料，透過流延的方式加工後，高溫燒結制成的。透過機械打磨獲得光滑的電子陶瓷基片。

這種陶瓷適宜應用在可靠性要求較高的使用環境下，尤其適合大功率LED，電動汽車基板和射頻電源的大功率器件的領域中。

氧化鋁與氮化鋁特性比較：

氧化鋁：材料取得容易、成本較低、製程較簡單、熱傳導係數較差；

氮化鋁：材料取得不易、成本較高、製程較難、熱傳導係數較佳。

陶瓷基板加工定製

陶瓷基板的應用

氮化鋁陶瓷基體叉指電極

說明：氮化鋁帶圖形鍍金。

應用：鐳射器元件，陶瓷墊塊。

氮化鋁鍍金

說明：氮化鋁帶圖形鍍金。

應用：鐳射器元件，陶瓷墊塊。

氮化鋁陶瓷墊塊

說明：採用DPC工藝，在氮化鋁表面形成金的陶瓷墊塊。

應用：大功率鐳射器封裝使用。

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