陶瓷基板材料-氧化铝

近年来，电动汽车、电力机车以及半导体照明、航空航天、卫星通信等进入高速发展阶段，其电子器件工作电流大、温度高、频率高，为满足器件及电路工作的稳定性，对芯片载体提出了更高的要求，陶瓷基板具有优异的热性能、微波性能、力学性能以及可靠性高等优点，可广泛应用于这些领域。

目前应用于陶瓷基板的陶瓷材料主要有：氧化铍（BeO）、氧化铝（Al₂O₃）、氮化铝（AlN）、氮化硅（Si₃N₄）和碳化硅（SiC）等。

一、氧化铝（Al₂O₃）-晶体

Al₂O₃同质多晶体可达十多种，α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、ζ-Al₂O₃是其中主要的4种晶型。α-Al₂O₃为刚玉型结构，属于六方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体。
α-Al₂O₃结构最紧密，活性最低，是4种主要形态中最稳定的晶型，在所有温度下都能稳定存在。在自然界只存在α-Al₂O₃，当温度达到1000-1600℃时，其他变体都会不可逆地转变为α-Al₂O₃。

二、氧化铝（Al₂O₃）-典型性能

Al₂O₃的生成热为1685kJ/mol，键结合强度高，在氧化物陶瓷中具有最高的硬度。除金刚石外，在所有天然产物中，只有少数人工合成的材料具有比Al₂O₃更高的硬度。纯Al₂O₃陶瓷既可以耐酸腐蚀又可以耐碱腐蚀，性能优异Al₂O₃陶瓷的机械强度、热性能、介电性能和化学稳定性等性能随着Al₂O₃含量的增加进一步提高。

三、氧化铝（Al₂O₃）-陶瓷烧结方法

目前Al₂O₃较常用的烧结方法有6种，即常压烧结法、热压烧结法、热等静压烧结法、微波加热烧结法，微波等离子烧结法和放电等离子烧结法（SPS）。

四、氧化铝（Al₂O₃）-陶瓷应用

Al₂O₃陶瓷最早是由西门子（Siemens）公司研制和生产的。随后，美国各公司纷纷加入研究应用Al₂O₃陶瓷的热潮，其等公司不仅致力于中高氏（Coors）和唯思古（Wesgo）Al₂O₃陶瓷本身的研究与应用，还开展了Al₂O₃陶瓷金属化等领域的研究，这为Al₂O₃陶瓷在电子封装领域的应用提供了更加完善的技术支持和更加可靠的应用性能。

五、小结

陶瓷基板技术虽然发展较早，但其仍在不断探索新的陶瓷材料、工艺和应用领域。

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