半導體行業使用的陶瓷材料物性對比

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氮化硼陶瓷

概述

BN 可以多種形式提供，包括粉末、涂料、糊劑、氣溶膠和熱壓固體形式。

熱壓氮化硼具有類似石墨的六方結構。

盡管HPBN是一種絕緣體，但在溫度、介電常數、熱沖擊、導熱性方面具有出色的性能。

它還可以輕松加工成復雜的形狀，無需進行后燒制。熱壓氮化硼是在 2000 攝氏度以上燒結的粉末。根據工藝的不同，可以根據您的要求選擇多個等級。無論是由于熱提取而無需使用粘合劑的極高溫高真空，還是使用硼酸鈣玻璃作為粘合劑的耐濕性。HPBN 有適合大多數應用的等級。

圣柏林不僅提供氮化硼和復合材料，還提供 Mykroy、硅酸鋁、Macor 氧化鋁、氮化硅、氧化鋯、氮化鋁。

特性

高電阻率
高溫材料
耐腐蝕
優異的潤滑性能
優異的耐熱震性
良好的化學惰性
高介電強度
高導熱率
低密度
不潤濕
良好的機械加工性

應用領域

高壓電氣絕緣體
熱處理絕緣子和夾具
用于金屬連續鑄造的斷環
高純度熔融金屬坩堝
高溫潤滑劑
高溫閥門
霧化噴嘴
耐火材料應用
PVD 絕緣體和屏蔽層
絕緣支架
真空爐支架

熱解氮化硼

PBN 是一種通過化學氣相沉積工藝制成的陶瓷，賦予了這種材料非常獨特的特性。它本質上純凈，是熔爐、電氣元件、微波和半導體應用的理想選擇。

行業標準坩堝，例如用于砷化鎵晶體生產的 VGF、LEC、Bridgman 坩堝，以及輔助噴射池硬件。PBN/PG 加熱器還可為化合物和半導體制造提供極其均勻的溫度分布。PBN的塊狀雜質含量低于百萬分之100，金屬雜質含量低于百萬分之10，因此不會與酸、堿、有機溶劑、熔融金屬和石墨發生反應。

規格

晶相	不適用
粘合劑相/粘合劑類型	化學氣相沉積工藝
顏色	奶油
典型應用	需要最佳純度和溫度的嚴苛應用，例如 MBE
方向性	空調方向

	機械性能
抗彎強度	27,500 磅/平方英寸
楊氏模量	不適用
實時壓縮	3700 A 方向 48,000 C 方向單位 PSI
開孔率	0
密度（公斤/立方米）	1.95-2.19
努氏硬度 (kg/mm 2 )	不適用

	熱性能
熱導率 @ 25°CW/mK	0.25“A”/0.004“C”
熱膨脹系數 (10-6 2 )
25°C – 400°C	不適用
400°C – 800°C	0.001“A”/0.013“C”
800°C – 1200°C	不適用
1200°C – 1600°C	0.0025“A”/0.27“C”
比熱@ 25°CJ/gK	0.2 卡/克* 攝氏度
最高溫度氧化/惰性	1900

	電氣特性
介電常數 @ 1 Mhz	“C”3.7
耗散因數 @ 1 Mhz	不適用
介電強度Kv/mm	“C”230
RT 電阻率（歐姆·厘米）	1×10 15
介電常數 a@1 Mhz	“C”3.7
耗散因數 @ 1 Mhz	不適用
介電強度Kv/mm	“C”230
RT 電阻率（歐姆·厘米）	1×10 15

熱壓氮化硼復合材料改變了氮化硼的性能。添加氧化鋯用于熔融金屬應用，例如用于水平鑄造的制動環或添加二氧化硅以提供無與倫比的抗熱沖擊性和抗濕性，添加氮化鋁以提供出色的熱性能。

氮化鋁陶瓷

概述

氮化鋁陶瓷具有電絕緣性和優異的導熱性，非常適合需要散熱的應用。

此外，由于它具有接近硅的熱膨脹系數（CTE）和出色的耐等離子性，因此可用于半導體加工設備部件。

功率半導體器件——活性金屬釬焊、功率晶體管、高容量變壓器和金屬化的理想基材。

光電子學——高功率和高頻微電子封裝。

射頻/微波組件 – 熱管理要求、有線電視、數字放大器等。

圣柏林不僅提供氮化硼和復合材料，還提供 Mykroy、硅酸鋁、Macor 氧化鋁、氮化硅、氧化鋯、氮化鋁。

氧化鋁陶瓷

氧化鋁或氧化鋁，Al 2 O 3 是一種主要的工程材料。它兼具良好的機械性能和電氣性能，具有廣泛的應用前景。

可以使用旨在增強性能的添加劑生產各種純度的氧化鋁。

可以應用多種陶瓷加工方法，包括機械加工或凈成型，以生產各種尺寸和形狀的部件。此外，它可以使用金屬化和釬焊技術輕松連接到金屬或其他陶瓷。應用包括半導體絕緣體、耐磨元件以及任何需要優異機械、電氣和熱性能的產品

氮化硅

氮化硅 (Si3N4) 比鋼輕 60%，但強度足以承受各種行業中一些最苛刻的應用。這種輕質、高強度的陶瓷材料可替代不銹鋼、超級合金、碳化鎢和第一代陶瓷（例如 Al2O3 和 ZrO2）。

與其他陶瓷材料相比，它具有優異的抗熱震性和高斷裂韌性、與有色金屬熔體的相容性以及更高的結構可靠性。

可加工玻璃陶瓷

概述

MACOR 可以連接或密封到自身，并且可以焊接使用環氧金屬化部件的其他材料，并且釬焊用于將各種金屬連接到 MACOR。密封玻璃可產生可靠的緊密密封，可用于高真空環境。具有較高的最高工作溫度（無負載下1000°C，連續負載800°C）以及制造過程中復雜形狀/精度的靈活性；MACOR 為您的技術行業的要求提供更高等級的解決方案。

Mykroy 與 MACOR 具有許多相同的特性，可作為昂貴陶瓷的高度通用的解決方案，對于熱依賴性較低的解決方案來說是更具成本效益的選擇。

高介電強度、低損耗系數、耐熱無電痕、低膨脹系數、堅固而剛性；與延展性材料不同，不會蠕變或變形，導熱系數低；高溫絕緣體，電絕緣體，特別是在高溫下，出色的高電壓和寬頻譜，零孔隙率，抗輻射，烘烤時在真空環境中無脫氣

規格

可加工玻璃特性

	麥科羅伊MM500	麥考爾
粘合劑相/粘合劑類型	云母片	云母片
顏色	淺灰色	白色的
典型應用	低導熱率和電性能。不會燃燒或釋氣，是用于高溫工作的 Macor 的更便宜的替代品。	導熱系數低，耐輻射，還可金屬化。比 Mykroy 更昂貴但用途廣泛的材料。
機械性能
抗彎強度	86.2兆帕	94兆帕
楊氏模量（彈性模量）	82.7 氣壓	66.9 氣壓
實時壓縮	345兆帕	345兆帕
開孔率	0%	0%
密度（克/立方毫米）	2.7	2.52
硬度	90 / 46 高壓	250 按鈕
熱性能
熱導率 @ 25 deg CW/mK	1.15	1.46
熱膨脹系數 (10^ -6 )
	@ 25°C – 11.57 x 10^-6	@ -100-25°C – 81 x 10^ -7
	@ 350°C – 10.53 x 10^-6	@ 25-300°C – 90 x 10^ -7
	不適用	@ 25-600°C – 112 x 10^ -7
	不適用	@ 25-800°C – 123 x 10^ -7
25°C 時的比熱 J/gK	0.12	0.79kJ/千克℃
最高溫度氧化/惰性	500℃	800°C – 1000°C
電氣特性
介電常數，25°C	6.9@1MHz	6.01@1KHz 5.64@8.5GHz
介電強度Kv/mm	20.9	45
RT 電阻率 (ohm.cm), 25°C	>10^ 14	10^17

主要成分

材料	大約重量
硅 – SiO2	46%
鎂 – MgO	17%
鋁-AL2O3	16%
鉀 – K2O	10%
硼 – B2O3	7%
氟-F	4%

氮化硼和氮化鋁陶瓷

氮化硼是一種用于高溫應用的材料，具有優異的導熱性、高電阻、低熱膨脹性。根據所需的應用，它們在多種不同的高溫應用和眾多行業中用作精密部件、涂料、粉末和潤滑油添加劑：半導體、LED、光伏、真空爐、霧化、水平鑄造。PVD、等離子系統、燒結和粉末冶金、潤滑劑和鋁鑄造。

陶瓷比較表

	BN50	BN100	BN200	BN300	BNS26	BNS40	ZBN1000	ABN1000	PBN	馬科爾
晶相	六方氮化硼	六方氮化硼	六方BN 99%	六方BN>99%	BN-60% SiO2-40%	BN-40% 二氧化硅 60%	BN-45% ZrO2-45%	BN-72% Aln-23% 氧化釔-5%	不適用	不適用
粘合劑相/粘合劑類型	氧化硼	硼酸鈣	氧化硼	自粘	二氧化硅	二氧化硅	硼硅酸鹽	不適用	CVD工藝	云母片
顏色	白色的	白色的	白色的	白色的	白色的	白色的	灰色的	灰色的	奶油	白色的
典型應用	一般用途	杰出的防潮性、耐火性、介電強度	高溫、純度高。介電強度、低膨脹、高導熱率	極高的耐腐蝕性、高純度溫度、導熱性	極高的導熱性、防潮性、介電強度	極高的導熱性、防潮性、介電強度	熔融金屬應用中的極高耐磨性和耐腐蝕性	極高的導熱率和抗彎強度可與氧化鋁媲美	需要最佳純度和溫度的嚴苛應用，例如 MBE	導熱系數低，耐輻射，還可金屬化
方向性	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	平行/垂直	空調方向	不適用

機械性能表

	BN50	BN100	BN200	BN300	BNS26	BNS40	ZBN1000	ABN10000	PBN	馬科爾
抗彎強度	94/65	59/45	14/30	22/21	62/34	103/76	144/107	300	27500 磅/平方英寸	不適用
楊氏模量	47/74	40/60	不適用	17/71	不適用	94/106	71/71	34.1 / 75.20	不適用	平均成績66.9
實時壓縮	143/186	96	不適用	25日	不適用	317/289	218/253	1070	37000 A 方向 48,000 C 方向單位 PSI	345兆帕
開孔率	2.84	不適用	15號	19.3	6.7	6.88	1,066	0	0	0
密度（克/立方厘米平方毫米）	2	2	1.9	1.9	2.1	2.3	2.9	2.9	1.95 – 2.19	2.52
努氏硬度 (KG/mm2)	20日	16	5	第四名	不適用	不適用	100	342	不適用	250 個旋鈕

熱性能表

	BN50	BN100	BN200	BN300	BNS26	BNS40	ZBN1000	ABN10000	PBN	馬科爾
導熱系數 @ 25 deg CW / mK	30/34	27/29	21	78/130	12/29	12/14	24/34	92.6	0.25“A”/0.004“C”	1.46
熱膨脹系數 (10-6)
25-400℃。	3/3	0.6 / 0.4	不適用	-2.3 / -0.7	3.0 / 0.4	1.5 / 0.2	4.1 / 3.4	不適用	不適用	93×10-7
400-800℃。	2 / 1.4	1.1 / 0.8	不適用	-2.5 / 1.1	2.5 / 0.1	1.2 / 0.4	5.6 / 4.3	不適用	0.001“A”/0.013“C”	不適用
800 – 1200℃	1.9 / 1.8	1.5 / 0.9	5.5 / 1	1.6 / 0.4	3.0 / 0.1	1.2 / 0.4	7.2 / 5.2	不適用	不適用	不適用
1200-1600℃。	5 / 4.8	2.8 / 2.7	不適用	0.9 / 0.3	不適用	不適用	4.6 / 3.4	0.57 / 0.46	0.0025“A”/0.27“C”	不適用
1600-1900℃。	7.2 / 6.1	不適用	不適用	0.5 / 0.9	不適用	不適用	不適用	不適用	不適用	不適用
25°CJ/gK 比熱	8.60E-01	8.10E-01	不適用	0.81	0.77	0.76	0.64	1.5	0.2卡/克*攝氏度	不適用
氧化/惰性最高溫度	850/1200℃	850 / 1150℃	850/1900	850/2000℃。	1000℃+	1000℃+	850/1600℃。	1020/1900	1900	800-1000

電氣特性表

	BN50	BN100	BN200	BN300	BNS26	BNS40	ZBN1000	ABN10000	PBN	馬科爾
介電常數 a @ 1 Mhz	4.6 / 4.2	4.3 / 4	不適用	4/4	4.5 / 3.8	3.4 / 3 3.7	不適用	7.1	“C”3.7	第六名
耗散因數 @ 1 Mhz	1.2E-03 / 3.4E-03	1.5E-03 / 2.1E-03	不適用	1.2E-03 / 3.0E-03	1.7E-03 / 6.7E-03	3.0E-03 / 3.1E-03	不適用	不適用	不適用
介電強度Kv/mm	88	> 10	> 70	79	66	> 10	不適用	40	“C”230	9.4
RT 電阻率（歐姆·厘米）	> 10 13 > 10 14	> 10 13 > 10 13	不適用	> 10 13 > 10 14	> 10 13 > 10 14	> 10 14 > 10 14	> 10 13 > 10 14	不適用	1×10 15	> 10 16