氧化鋁陶瓷粉：先進電子封裝中的陶瓷材料

　　電子封裝基片材料的種類很多，常用基片主要分為塑料封裝基片、金屬封裝基片和陶瓷封裝基片3大類，目前以塑料為封裝材料最為廣泛。但塑料封裝材料通常熱導(dǎo)率不高、可靠性不好，在要求較高的場合并不適用;金屬封裝材料熱導(dǎo)率高，但一般熱膨脹系數(shù)不匹配，而且價格較高;陶瓷封裝雖然不是主要的封裝形式，但其作為一種氣密性封裝，熱導(dǎo)率較高，毫無疑問是今后封裝材料的發(fā)展方向。

　　那又有哪些陶瓷材料會被用以電子封裝呢?

　　1、Al2O3陶瓷

　　Al2O3陶瓷是目前應(yīng)用最成熟的陶瓷基片材料，其價格低廉，尺寸精度高，與金屬的附著力好，耐熱沖擊性和電絕緣性較好，制作和加工技術(shù)成熟是一種綜合性能較為理想的基片材料，因而使用最廣泛，占陶瓷基片材料的90%。

　　2、AIN陶瓷

　　AIN陶瓷基片是一種新型的基片材料，具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性、可靠的電絕緣性、低的介電常數(shù)和介電損耗、無毒，以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料，受到了國內(nèi)外研究者的廣泛重視。

　　但是，AIN陶瓷的制備工藝復(fù)雜，成本高，故至今仍未能進行大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。

　　3、BN陶瓷

　　BN具有較好的綜合性能，但作為基片材料，它沒有突出的優(yōu)點，價格昂貴，而且熱膨脹系數(shù)又遠(yuǎn)小于Si的，易形成較大的熱應(yīng)力(Si在室溫至673℃范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為(3.5～3.8)×10-6℃)，BN目前仍處于研究和推廣中。

　　4、氧化鈹(BeO)

　　BeO材料密度低，具有纖鋅礦型和強共價鍵結(jié)構(gòu)，其粉末與基片均為白色。相對分子量較低，導(dǎo)致材料熱導(dǎo)率高，如純度為99%的BeO陶瓷室溫?zé)釋?dǎo)率可達310W/(m·K)。其禁帶寬度高達10.6eV，介電常數(shù)為6.7，彈性模量為350GPa，抗彎強度為200MPa，具有良好的綜合性能。

　　BeO的生產(chǎn)成本很高，這也限制了它的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。其用途僅限于以下幾個方面:高功率晶體管的散熱片、高頻及大功率半導(dǎo)體器件的散熱蓋板、發(fā)射管、行波管、激光管、速調(diào)管等。

　　5、SiC陶瓷

　　SiC陶瓷的熱導(dǎo)率很高，是Al2O3的13倍，而且電絕緣性好，熱膨脹系數(shù)低于Al2O3和AIN。但是，SiC的介電常數(shù)太高，是AIN的4倍，耐壓強度低，所以僅適合密度較低的封裝而不適合高密度封裝。除了用于集成電路組件、陣列組件以及激光二極管等之外，也用于具有導(dǎo)電性的(機構(gòu))結(jié)構(gòu)零件。

　　6、Si3N4陶瓷

　　Si3N4陶瓷基片具有很高的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性好，機械強度大，除了加壓燒結(jié)品外，也可做成絕緣薄膜使用，尤其是可用于制造高集成度的大規(guī)模集成電路板。

　　目前來說，就材料性質(zhì)而言，氮化鋁和氮化硅無疑是最好的封裝材料，但是考慮到成本因素，氧化鋁因其突出的性價比應(yīng)用最為廣泛。

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