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蓝宝石陶瓷电路板在MEMS器件发挥的作用

已有 266 次阅读2023-5-18 11:26 | 蓝宝石陶瓷, 陶瓷线路板

蓝宝石陶瓷电路板MEMS器件发挥的作用

 

基础介绍:

蓝宝石陶瓷基板是一种高硬度、高强度、高熔点的陶瓷材料,其主要成分是氧化铝(Al2O3)。蓝宝石陶瓷基板的制备方法是在高温高压下烧结制成。蓝宝石陶瓷基板的晶体结构具有六方晶系,其晶体密度为3.98 g/cm³,熔点为2040℃

 

 

项目

加工指标

备注

外形尺寸

6英寸(150/159mm/4英寸(100/104mm

直径公差±0.05mm

厚度

1mm/0.7mm

厚度公差±0.002mm

平行度

10″

 

厚度一致性

2μm@25pcs

 

光洁度

80/50 

 

表面平整度

PVRMS≤1/4λ@632.8mm

 

镀膜

不镀膜

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

性能特点:

蓝宝石陶瓷基板具有优异的物理性质和化学稳定性,能够在高温和恶劣环境下工作,同时也具有良好的机械和热特性。其高硬度和抗腐蚀性使其成为MEMS器件中的理想基板材料。

例如,蓝宝石陶瓷基板具有以下性能特点:

 

高硬度:蓝宝石陶瓷基板的硬度可达到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损性。

 

 

抗腐蚀性:蓝宝石陶瓷基板具有极高的化学稳定性,不会受到酸碱等化学物质的腐蚀。

 

 

高熔点:蓝宝石陶瓷基板的熔点高达2040℃,可以承受高温环境下的应力和热循环。

 

 

低热膨胀系数:蓝宝石陶瓷基板的热膨胀系数非常小,因此能够实现更高的精度和稳定性。

 

 

应用领域的介绍:

蓝宝石陶瓷基板在MEMS器件制造领域有着广泛的应用,如加速度计、压力传感器、微型电机等,其高品质和卓越的性能使其在微机电系统(MEMS)的制造中成为了首选材料。

例如,在加速度计的应用中,蓝宝石陶瓷基板作为惯性质量块的载体,能够承受高速振动和惯性力,同时具有更好的精度和稳定性。在压力传感器的应用中,在蓝宝石陶瓷基板上制造微结构和薄膜,能够实现更高的灵敏度和精度。


 

高纯度和均匀性:

蓝宝石陶瓷基板具有非常高的纯度和均匀性,可以保证器件在制造过程中的稳定性和一致性。根据市场调研数据,蓝宝石陶瓷基板的纯度可以达到99.999%,同时其内部的应力和热膨胀系数非常小,能够有效避免因热应力而引起的器件失效。

良好的机械性能:

蓝宝石陶瓷基板具有非常好的机械性能,具有很高的抗弯曲和抗压强度。根据市场调研数据,蓝宝石陶瓷基板的抗弯曲强度可达到500MPa以上,抗压强度可达到2GPa以上。这些优秀的机械性能,可以保证器件在制造和使用过程中的稳定性和可靠性。

高温稳定性:

蓝宝石陶瓷基板具有非常好的高温稳定性,能够在高温环境下保持稳定的性能。根据市场调研数据,蓝宝石陶瓷基板的使用温度可达到2000℃以上,且其热导率非常高,可以有效提高器件的散热效果。

高耐腐蚀性:

蓝宝石陶瓷基板具有非常高的耐腐蚀性,可以在酸、碱和高温等恶劣环境下保持稳定的性能。根据市场调研数据,蓝宝石陶瓷基板的化学稳定性非常好,可以在多种化学介质中长期使用而不受影响。

 

与其他材料的比较

与其他基板材料相比,蓝宝石陶瓷基板具有更好的性能和稳定性,能够满足MEMS器件制造中对高精度、高稳定性、高耐腐蚀性和高温稳定性等方面的需求。相比之下,传统的玻璃和石英基板易受到机械性能的影响,同时其热膨胀系数大,容易产生热应力,从而影响器件的稳定性和可靠性。

 

制造工艺:

蓝宝石陶瓷基板的制造过程需要经过粉末处理、压制成型、烘干和烧结等多个工艺步骤。其中,粉末处理是制造过程中最关键的一步,需要使用高纯度的Al2O3原料,并严格控制各个环节的工艺参数,以保证制造出的基板质量和稳定性。

应用领域:

蓝宝石陶瓷基板的应用领域非常广泛,特别是在MEMS器件制造领域中具有重要的应用价值。蓝宝石陶瓷基板可以用于制造各种MEMS器件,如加速度计、压力传感器、惯性导航系统等。此外,它还可以用于制造高功率半导体器件、LED芯片、太阳能电池等。

应用厂家:

目前国内外都有多家知名企业在生产蓝宝石陶瓷基板和开展相关的研发工作。国内一些知名厂家如深圳市迅磊科技有限公司、广东和利时新材料有限公司等都有涉及该领域的研究和生产经验。国外也有一些知名企业,如美国GT Advanced Technologies公司、日本SUMCO技术研究所等。

 

结合上述对蓝宝石陶瓷基板在MEMS器件制造领域的应用和优势进行详细介绍,可以让读者更加全面深入地了解该材料在该领域中的应用前景和优势,促进该材料在市场中的推广和应用。



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