氮化硅陶瓷基板
然而,氮化硅陶瓷介电性能较差(介电常数为8.3,介电损耗为0.001~0.1),生产成本高限制了其作为电子封装陶瓷基板的应用。
4、碳化硅陶瓷基板
碳化硅陶瓷基板具有较高的热导率,在高温下为100w/(m·k)~400W/(m·k),是氧化铝的13倍。抗氧化性能好分解温度在2500℃以上,在1600℃的氧化气氛中仍可使用,而且电绝缘性好,热膨胀系数低于氧化铝和氮化铝,碳化硅陶瓷基板具有强共价键特性难以烧结。通常添加少量硼或氧化铝作为烧结助剂以提高密度。实验表明,铍、硼、铝及其化合物是最有效的添加剂,可使SiC陶瓷的密度达到98%以上。
碳化硅陶瓷基板
但碳化硅的介电常数太高,是氮化铝的4倍,抗压强度低,只适合低密度封装,不适合高密度封装。除集成电路元件、阵列元件和激光二极管等外,还用于具有导电性的结构件。
5、氧化铍陶瓷基板
氧化铍是仅有六方钎锌矿结构的碱土金属氧化物,由于氧化铍具有纤锌矿和强共价键结构,相对分子质量低,因此具有较高的热导率,氧化铍是氧化铝的10倍左右,其热导率在常温可达250 w/(m·K),与金属的导热性好,在高温、高频下,其电性能好,耐热性好,耐热冲击性好,化学稳定性好。
陶瓷金属化
虽然氧化铍有一些良好的性能,但其致命的缺点是其粉末的极端毒性。长期吸入氧化铍粉尘会引起中毒甚至危及生命,还会造成环境污染,极大地影响氧化铍陶瓷基板的生产和应用[5]。此外,氧化铍生产成本高,限制了其生产和应用。其用途仅限于以下几个方面:大功率晶体管的散热片、高频大功率半导体器件的散热片、发射管、TWTS、激光管、速调管等。氧化铍陶瓷基板有时用于航空电子和卫星通信具有高导热性和理想的高频特性。
6、氮化硼陶瓷基板
氮化硼可以以两种不同的形式结晶:六方晶和立方晶。其中立方晶BN硬度高,耐高温1500~1600℃,适用于超硬材料。在正确的热处理下,六方氮化硼可以在非常高的温度下保持很高的化学和机械稳定性。BN材料具有较高的热稳定性、化学稳定性和电绝缘性,同时BN陶瓷的热导率与常温不锈钢相当,介电性能好。BN比大多数陶瓷脆性好,热膨胀系数小,抗热震性强,能承受1500℃以上温差的急剧变化。
陶瓷基板模块
立方BN和六方BN都是在高温高压下制备的,都是典型的共价键晶体。由于其导热系数高,导热系数几乎不随温度变化,介电常数小,绝缘性能好,BN被应用于雷达窗口、大功率晶体管的管座、管壳、散热片和微波输出窗口。但立方BN太贵,不能用于生产高导热陶瓷材料。热膨胀系数与硅的不匹配也限制了它的应用。
【文章来源:展至科技】