氮化硅基板（Si₃N₄）标准生产工艺流程

2026-04-09

氮化硅基板的生产属于高温高压精密陶瓷工艺，全程对纯度、致密度、尺寸精度要求极高，是典型的高可靠电子陶瓷制造流程。
1. 原料制备与配比
以高纯度 氮化硅 Si₃N₄ 粉体 为核心原料，添加少量烧结助剂（氧化钇、氧化铝等），按固定比例精确配料。目的：保证后期烧结致密、导热稳定、强度达标。
2. 湿法球磨与均匀化
将配比好的粉体放入球磨机，加入无水乙醇 / 去离子水进行超细研磨、分散、混合。目的：让粉体粒度均匀、无团聚，保证基板内部结构一致。
3. 喷雾造粒
将研磨后的浆料进行喷雾干燥，制成流动性好的球形颗粒。目的：便于后续成型，提升生坯密度均匀性。
4. 模压 / 流延成型
根据产品形态选择成型方式：
模压成型：适用于标准厚板、高韧性基板
流延成型：适用于薄片、高精度基板
成型后得到氮化硅生坯。
5. 高温烧结（核心步骤）
生坯放入气压烧结炉 / 热压炉，在1700–1900℃、高压氮气环境下烧结。目的：让粉体致密化，形成高致密度、高导热、高抗弯强度的氮化硅陶瓷坯体。
6. 精密加工（研磨 / 抛光 / 切割）
烧结后的氮化硅硬度极高，必须使用金刚石刀具与磨盘进行：
双面研磨
平面抛光
激光 / 金刚石切割
最终达到高精度平面度、粗糙度、尺寸公差。
7. 金属化（可选，用于封装基板）
对需要用于功率模块的氮化硅基板进行表面金属化：
DBC 直接铜键合
AMB 活性金属钎焊
形成可焊接、可导电的电路层，成为氮化硅陶瓷覆铜基板。
8. 外观检测与性能测试
进行全维度检测：尺寸、平面度、粗糙度、热导率、抗弯强度、绝缘强度、致密度等。合格产品进入包装，不合格品剔除。
9. 清洗、包装、出库
超净清洗 → 真空包装 → 防潮防刮处理 → 成品出库。