藍(lán)寶石陶瓷電路板在MEMS器件發(fā)揮的作用

富力天晟電子 旗下陶瓷拼板——斯利通

基礎(chǔ)介紹：

藍(lán)寶石陶瓷基板是一種高硬度、高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)的陶瓷材料，其主要成分是氧化鋁（Al2O3）。藍(lán)寶石陶瓷基板的制備方法是在高溫高壓下燒結(jié)制成。藍(lán)寶石陶瓷基板的晶體結(jié)構(gòu)具有六方晶系，其晶體密度為3.98 g/cm3，熔點(diǎn)為2040℃。

性能特點(diǎn)：

藍(lán)寶石陶瓷基板具有優(yōu)異的物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在高溫和惡劣環(huán)境下工作，同時(shí)也具有良好的機(jī)械和熱特性。其高硬度和抗腐蝕性使其成為MEMS器件中的理想基板材料。

例如，藍(lán)寶石陶瓷基板具有以下性能特點(diǎn)：

高硬度：藍(lán)寶石陶瓷基板的硬度可達(dá)到9.0 Mohs，比玻璃和石英基板更高，因此具有更好的抗刮擦性和抗磨損性。

抗腐蝕性：藍(lán)寶石陶瓷基板具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，不會(huì)受到酸堿等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

高熔點(diǎn)：藍(lán)寶石陶瓷基板的熔點(diǎn)高達(dá)2040℃，可以承受高溫環(huán)境下的應(yīng)力和熱循環(huán)。

低熱膨脹系數(shù)：藍(lán)寶石陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)非常小，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精度和穩(wěn)定性。

應(yīng)用領(lǐng)域的介紹：

藍(lán)寶石陶瓷基板在MEMS器件制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如加速度計(jì)、壓力傳感器、微型電機(jī)等，其高品質(zhì)和卓越的性能使其在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的制造中成為了首選材料。

例如，在加速度計(jì)的應(yīng)用中，藍(lán)寶石陶瓷基板作為慣性質(zhì)量塊的載體，能夠承受高速振動(dòng)和慣性力，同時(shí)具有更好的精度和穩(wěn)定性。在壓力傳感器的應(yīng)用中，在藍(lán)寶石陶瓷基板上制造微結(jié)構(gòu)和薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的靈敏度和精度。

高純度和均勻性：

藍(lán)寶石陶瓷基板具有非常高的純度和均勻性，可以保證器件在制造過程中的穩(wěn)定性和一致性。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，藍(lán)寶石陶瓷基板的純度可以達(dá)到99.999%，同時(shí)其內(nèi)部的應(yīng)力和熱膨脹系數(shù)非常小，能夠有效避免因熱應(yīng)力而引起的器件失效。

良好的機(jī)械性能：

藍(lán)寶石陶瓷基板具有非常好的機(jī)械性能，具有很高的抗彎曲和抗壓強(qiáng)度。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，藍(lán)寶石陶瓷基板的抗彎曲強(qiáng)度可達(dá)到500MPa以上，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到2GPa以上。這些優(yōu)秀的機(jī)械性能，可以保證器件在制造和使用過程中的穩(wěn)定性和可靠性。

高溫穩(wěn)定性：

藍(lán)寶石陶瓷基板具有非常好的高溫穩(wěn)定性，能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，藍(lán)寶石陶瓷基板的使用溫度可達(dá)到2000℃以上，且其熱導(dǎo)率非常高，可以有效提高器件的散熱效果。

高耐腐蝕性：

藍(lán)寶石陶瓷基板具有非常高的耐腐蝕性，可以在酸、堿和高溫等惡劣環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，藍(lán)寶石陶瓷基板的化學(xué)穩(wěn)定性非常好，可以在多種化學(xué)介質(zhì)中長(zhǎng)期使用而不受影響。

與其他材料的比較 ：

與其他基板材料相比，藍(lán)寶石陶瓷基板具有更好的性能和穩(wěn)定性，能夠滿足MEMS器件制造中對(duì)高精度、高穩(wěn)定性、高耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性等方面的需求。相比之下，傳統(tǒng)的玻璃和石英基板易受到機(jī)械性能的影響，同時(shí)其熱膨脹系數(shù)大，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而影響器件的穩(wěn)定性和可靠性。

制造工藝：

藍(lán)寶石陶瓷基板的制造過程需要經(jīng)過粉末處理、壓制成型、烘干和燒結(jié)等多個(gè)工藝步驟。其中，粉末處理是制造過程中最關(guān)鍵的一步，需要使用高純度的Al2O3原料，并嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)，以保證制造出的基板質(zhì)量和穩(wěn)定性。

應(yīng)用領(lǐng)域：

藍(lán)寶石陶瓷基板的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，特別是在MEMS器件制造領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。藍(lán)寶石陶瓷基板可以用于制造各種MEMS器件，如加速度計(jì)、壓力傳感器、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等。此外，它還可以用于制造高功率半導(dǎo)體器件、LED芯片、太陽能電池等。

應(yīng)用廠家：

目前國(guó)內(nèi)外都有多家知名企業(yè)在生產(chǎn)藍(lán)寶石陶瓷基板和開展相關(guān)的研發(fā)工作。國(guó)內(nèi)一些知名廠家如深圳市迅磊科技有限公司、廣東和利時(shí)新材料有限公司等都有涉及該領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。國(guó)外也有一些知名企業(yè)，如美國(guó)GT Advanced Technologies公司、日本SUMCO技術(shù)研究所等。

結(jié)合上述對(duì)藍(lán)寶石陶瓷基板在MEMS器件制造領(lǐng)域的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)介紹，可以讓讀者更加全面深入地了解該材料在該領(lǐng)域中的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)該材料在市場(chǎng)中的推廣和應(yīng)用。

審核編輯 黃宇