一、什么是氮化硅(Si3N4)基板?
氮化硅基板是第三代半导体(SiC/GaN)高压功率模块专用高端陶瓷散热绝缘基板,依靠高韧性、低热膨胀、强抗热震成为新能源汽车、光伏储能、轨道交通核心封装材料,主流搭配AMB 活性金属钎焊覆铜工艺使用。


我公司提供氮化硅(Si3N4)基板 方形200mm*0.2mm;102mm*102mm*0.3 支持定制加工
二、氮化硅陶瓷基板的优势性能有哪些?
首先,氮化硅基板具有出色的机械强度和硬度,能够在高温高压环境中保持稳定。这使得氮化硅基板成为要求高耐磨性和耐腐蚀性的应用领域(如汽车发动机部件和化工设备)的理想结构材料。
其次,氮化硅基板具有出色的导热性,是热管理应用的理想选择。在电子设备和大功率电子模块中,这些衬底可有效散热,确保在运行过程中实现适当的温度控制。
此外,氮化硅基底还具有出色的电气绝缘性能,因此可广泛应用于电子领域。这种材料的电气绝缘性能使其成为集成电路、电子元件和高频应用的理想衬底。
总之,氮化硅衬底具有机械强度、导热性和电绝缘性等多方面的优异性能,在从工程制造到电子技术等各个领域都有广泛的应用前景。
三、氮化硅陶瓷基板的制备工艺流程?
- GPS 气压烧结(量产主流)5–10 MPa 高压氮气气氛烧结,致密度 99% 以上,热导率 70–90 W/mK,强度 800–1000 MPa,国内 / 日系厂商量产车规级基板通用路线,性价比平衡。
- 热等静压 HIP 烧结(高端航空军工)超高压全向施压,致密度接近理论值,热导率可达 100–120 W/mK,强度 1100–1200 MPa;设备贵、产能低,仅用于超高可靠特种器件。
- 反应烧结 RBSN(低端结构件,不做功率基板)气孔多、导热差,仅机械结构件使用,电子散热基板极少采用。
四、氮化硅陶瓷与氮化铝、氧化铝陶瓷性能参数对比表
| 性能参数 | 氮化硅 Si₃N₄ | 氧化铝 Al₂O₃ | 氮化铝 AlN | 优势说明 |
|---|---|---|---|---|
| 热导率 | 60–100 W/m·K | 20–30 W/m·K | 170–200 W/m·K | 导热远优于氧化铝,满足大功率散热 |
| 抗弯强度 | 650–1200 MPa | 150–350 MPa | 250–380 MPa | 强度是 AlN 的 2~3 倍,不易碎裂 |
| 断裂韧性 | 6–8 MPa·m¹ᐟ² | 3.0–3.5 | 2.7–3.4 | 所有导热陶瓷中韧性第一,抗热循环开裂 |
| 热膨胀系数 CTE | 2.5–3.2 ppm/K | 5.5–7.5 | 4.2–4.8 | 和 SiC 芯片(3.8–4.0 ppm/K)匹配极佳,热应力极小 |
| 击穿绝缘强度 | ≥15 kV/mm | 12–15 kV/mm | 14–16 kV/mm | 高压工况绝缘稳定 |
| 长期使用温度 | 1200℃+ | 800℃ | 600℃ | 耐高温、耐还原性气氛(H₂/CO) |
| 热循环寿命(功率模块) | ≥5000 次 | ≤500 次 | ≤300 次 | 车载 800V 平台首选高可靠基板 |
| 相对成本 | 高 | 低 | 中高 | 价格≈氧化铝 3 倍、氮化铝 1.5 倍 |












