一、A12O3陶瓷的基本性質(zhì)。
優(yōu)良的機械強度;
良好的導(dǎo)熱特性,適用于高溫環(huán)境;
具有耐抗侵蝕和磨耗性;
高電氣絕緣特性。良好表面特性,提供優(yōu)異平面度與平坦度;
抗震效果佳;
低曲翹度;
高溫環(huán)境下穩(wěn)定性佳;
可加工成各種復(fù)雜形狀;
二、A12O3晶體結(jié)構(gòu)
具有多種同質(zhì)異晶體;
a(三方)、b(六方)、g(四方)、h(等軸)、r(晶系未定)、x(六方)、k(六方)、δ(四方)、θ(單斜)-A12O3等十多種變體;
主要有a(三方)、b(六方)、g(四方)相;
a-A12O3為高溫穩(wěn)定相,工業(yè)上使用最多。
三、A12O3陶瓷的分類及性能
四、A12O3陶瓷原料生產(chǎn)
五、A12O3 陶瓷基板制作方法
1、A12O3陶瓷成型
助燒劑:
厚膜用:A12O3-SiO2-MgO、CaO,提高金屬化層的浸潤性;
薄膜用:0.2w% MgO,得到密度高、表面平滑基板,MgO抑制燒成時A12O3顆粒長大(Cr2O3抑制MgO表面蒸發(fā))。
粘結(jié)劑:
PVB(聚乙烯醇聚丁醛樹脂)
分散劑:
DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)、魚油、合成油
燒成溫度:
1500-1600C°
氣氛
加濕H2、H2-N2、NH3的分解混合劑
2、A12O3陶瓷金屬化
共燒法
厚膜法
薄膜法
難熔金屬法
3、A12O3基板表面金屬化-難熔金屬法
1938年德利風(fēng)根(德)、西門子公司
Mo法、Mo-Mn法、Mo-Mi法
Mo-Mn法(常用):以耐熱金屬Mo粉為主成分,易形成氧化物Mn為副成本,混合成漿料,涂布在表面已研磨、處理的A12O3基板表面,在加濕氣氛高溫燒結(jié)金屬層。
Mn+H2O→Mno+H2
Mno+A12O3→MnO.A12O3
此外,在表面電鍍Ni、Au、Ag等,改善導(dǎo)體膜的焊接性能。
六、A12O3陶瓷基板的應(yīng)用
(a)混合集成電路用基板
厚膜混合IC用基板
表面粗糙度↑,價格↓,與布線導(dǎo)體結(jié)合力↑;口常用96wt%的A12O3基板。
薄厚膜用混合IC用基板
厚度幾百nm以下,薄膜的物理性能、電氣性能受表面影響很大;
保證表面平滑,表面被覆玻璃釉(幾十微米)。
薄膜混合IC用基板
純度99%以上,表面粗糙度小。
(1)LSI用基板
同事燒成技術(shù)制作的LSI封裝,氣密性好、可靠性高;
機械強度高、導(dǎo)熱率高,在多端子、細引腳節(jié)距、高散熱性等高密度封裝中,A12O3作用重大。
(2)多層電路基板