氮化硼陶瓷基板：下一代散热材料的产业突破口

随着5G通信、新能源汽车及大功率电子器件快速发展，散热需求持续攀升，传统AlN陶瓷基板已接近性能瓶颈。

氮化硼（BN）陶瓷是最早在1842年被人发现的化合物，国外对BN材料的研究自二战结束后开始，但直到1955年研究人员解决了BN的热压方法后才正式发展起来的。此后，美国金刚石公司和联合碳公司首先投入了生产，1960年已生产10吨以上；日本开始每年从美国进口大量BN产品，其后日本有三家公司也进行了几年的研究，并于1969年初试制成功，1970年投产。从国内来看，我国是1963年开始进行对BN粉末的研究，1966年研制成功，1967年就将其投入生产并应用于我国工业和尖端技术之中。

氮化硼（BN）陶瓷凭借高导热率、低介电常数及优异的化学稳定性，被视为下一代高性能散热基板的理想材料。

（1）热性能：氮化硼制品可以在1000℃左右的氧化气氛中和近3000℃的惰性气氛中使用。这一性质比莫来石、氧化铝和碳化硅耐火度高的耐火材料。同时耐热冲击性大，在1500℃的急冷急热环境下也不会产生破裂。

（2）化学稳定性：同绝大多数金属如溶液铁、铝、铜、硅、砷化钾、黄铜和冰晶石等均不起作用，矿渣玻璃亦是如此，因此氮化硼材料制成的容器可以作为上述物质的器皿。但是一般含有B₂O₃的具有吸湿性，这使得产品使用过程中急速加热会把吸进的水渗出来，进而产生裂纹，改善这一缺点的有效措施之一是可以掺加一些结合剂。

（3）电性能：由于BN制品介电常数和介电损失都小，可以广泛地用于高频范围和低频范围内。它的介电强度是氧化铝的4.5倍，介电常数是氧化铝的二分之一，电性能同石墨相差很大，同氧化物陶瓷一样在高温下无导电性，是一种可以在较大温度范围内使用的电绝缘材料。

（4）机械加工性能：BN陶瓷莫氏硬度为二。可在车床、铣床等加工设备上加工；也可加工成薄片和螺旋体及各种形状复杂的零件。BN的机械强度低，虽在室温下比石墨优越，但较氧化物陶瓷脆性高。

（5）润滑性：BN粉末为六方晶系晶体，是一种白色薄片状的微细材料，同石墨类似，俗称白石墨，润滑优良。

（6）轻质：BN是陶瓷材料中重量较小的材料。

（7）对中子吸收的性质：BN对中子吸收断面大。