氧化铝陶瓷基板加快传感器的发展

我们知道在消费电子领域，传感器是核心！智能移动端设备、智能家居、无人驾驶甚至是智慧城市的建设，都是需要大量传感器来进行功能填充的，传感器将是未来很长一段时间里最最重要的零部件，没有之一。氧化铝陶瓷基板成为传感器行业非常重要的核心产品。

我们先来了解下目前市面上所拥有的基板类型，主要分为普通基板、金属基板以及陶瓷基板三种，普通电路板以FR-4材料为代表，金属基板以铝基板为代表，陶瓷基板则是以氧化铝、氮化铝为代表。普通基板应用在传感器上，介电性能差，无法将传感器信号很好的输出，并且没有办法承受恶劣环境下的工作；金属基板相比普通线路板会好很多，拥有比较好的稳定性，但是其绝缘性以及介电性能依旧非常差；最后就陶瓷基板了，拥有极好的介电性能，并且身为无机物，能够拥有其他基板所不具备的稳定性，在高温、高湿、腐蚀等环境下能够安然无恙。

　　在以往氧化铝陶瓷基板工艺技术不成熟的情况下，陶瓷基板主要是靠进口的！现在国内的陶瓷基板生产厂家工艺日趋成熟，大部分的需求可以满足！如果您有陶瓷基板的需求可以咨询金瑞欣特种电路，他们有十多年电路板制作经验，主要生产氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板，可以加工精密线路、实铜填孔、LED无机围坝工艺。

氮化铝陶瓷基板与氧化铝陶瓷基板对比

陶瓷基板今年来因为部分商家的工艺水平得到提高，生产的成本降低，通过率提升。目前陶瓷基板备受欢迎，在 LED 行业，汽车领域以及高科技电子方面应用广泛。在 LED 领域经常会用到陶瓷基板，根据应用的不同选择氧化铝陶瓷基板或者氮化铝陶瓷基板。今天小编从三个方面分析一下氮化铝陶瓷基板与氧化铝陶瓷基板不同点。一、导热率：同为陶瓷电路基板，但是有很大区别，氧化铝的导热率差不多是45W/(m·K)左右，氮化铝的导热率接近其 7 倍二 热膨胀系数：氧化铝陶瓷电路板的导热系数和氮化铝陶瓷电路板基本相同。

导热率和热膨胀系数是最直接体现电路板性能的参数，相信大家已经能够比较直观看出氮化铝陶瓷电路板的优势，其实不光光是只是这两点，氮化铝陶瓷电路板可以将陶瓷电路板的易碎缺点降低，氮化铝陶瓷电路板的硬度会比氧化铝陶瓷电路板的硬度高很多。三，应用市场的不同氮化铝陶瓷基板多用于大功率散热比如 LED 大功率照明，或者需要绝缘性非常好的通讯产品领域；氧化铝陶瓷基板，一般多用于中小功率方面，也包括 LED 灯珠照明，以及传感器等产品上。

氧化铝、氮化铝、碳化硅陶瓷基板的先进发展概述

一、结构陶瓷

结构陶瓷主要材料有氧化铝陶瓷(Al2O3)、氮化硅陶瓷(Si3N4)、碳化硅陶瓷(SiC)、六方氮化硼陶瓷(BN)等

1、氧化铝陶瓷(Al2O3)

氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍。其缺点是脆性大，不能接受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。

2、氮化铝陶瓷(Si3N4)

氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4，这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷，线膨胀系数在各种陶瓷中最小，使用温度高达1400℃，具有极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性。可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具。

3、碳化硅陶瓷(SiC)

碳化硅陶瓷主要组成物是SiC，这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷，在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度，是目前高温强度较高的陶瓷，碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度。是良好的高温结构材料，可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件；利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等。

4、六方氮化硼陶瓷(BN)

六方氮化硼陶瓷主要成分为BN，晶体结构为六方晶系，六方氮化硼的结构和性能与石墨相似，故有“白石墨”之称，硬度较低，可以进行切削加工具有自润滑性，可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等。

二、工具陶瓷

 结构陶瓷主要材料有硬质合金、金刚石天然金刚石（钻石）、立方氮化硼（CBN）等。

1、硬质合金

硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂，碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等，粘结剂主要为钴（Co）。硬质合金与工具钢相比，硬度高（高达87~91HRA），热硬性好（1000℃左右耐磨性优良），用作刀具时，切削速度比高速钢提高4~7倍，寿命提高5~8倍，其缺点是硬度太高、性脆，很难被机械加工，因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用，硬质合金主要用于机械加工刀具；各种模具，包括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等。

2、金刚石天然金刚石（钻石）

金刚石天然金刚石（钻石）作为名贵的装饰品，而合成金刚石在工业上广泛应用，金刚石是自然界最硬的材料，还具备极高的弹性模量；金刚石的导热率是已知材料中；金刚石的绝缘性能很好。金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具；金刚石工具进行超精密加工，可达到镜面光洁度。但金刚石刀具的热稳定性差，与铁族元素的亲和力大，故不能用于加工铁、镍基合金，而主要加工非铁金属和非金属，广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工。

3、立方氮化硼（CBN）

立方氮化硼（CBN）具有立方晶体结构，其硬度高，仅次于金刚石，其热稳定性和化学稳定性比金刚石好，可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工。可制成刀具、磨具、拉丝模等。

其他工具陶瓷其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷，但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷。

三、功能陶瓷

功能陶瓷通常具有特殊的物理性能，涉及的领域比较多，常用功能陶瓷的特性及应用见表。

先进陶瓷材料的发展

先进陶瓷材料是新材料的一个重要组成部分，广泛应用于通讯、电子、航空、航天、军事等高技术领域，在信息与通讯技术方面有着重要的应用。大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。  电子技术、大规模集成技术电路，离不开压电、铁电和磁性陶瓷；电子计算机的记忆系统需要具有方形磁滞回线的铁磁体陶瓷；高速硬盘转动系统需要陶瓷轴承；在火箭和导弹的发射中，鼻锥和透波陶瓷天线罩是关键部件，它要承受高温气流的摩擦和冲刷，要求材料具有高的高温强度和好的抗氧化性能，只有陶瓷材料才能满足这些要求；作为新能源的磁流体发电机，需要采用陶瓷做电极材料；高温燃料电池、高能量蓄电池，需要采用陶瓷块离子导体做隔膜材料等等。