如今電子封裝基板的種類很多，常用的基板主要分為塑料封裝基板、金屬封裝基板和陶瓷封裝基板。塑料封裝材料通常導(dǎo)熱率低、可靠性差，不適合高的要求。金屬封裝材料導(dǎo)熱系數(shù)高，但一般熱膨脹系數(shù)不匹配，價(jià)格高。

主要陶瓷基板常用于電子封裝與塑料基板和金屬基板相比，陶瓷基板具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

    1）絕緣線性能好，可靠性高；

    2）介電系數(shù)低，高頻性能好；

    3）熱膨脹系數(shù)低，導(dǎo)熱系數(shù)高；

    4）氣密性好，化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)電子系統(tǒng)起到很強(qiáng)的保護(hù)作用；

因此陶瓷基板，它適用于航空、航天和軍事工程高可靠性、高頻耐高溫、氣密性的產(chǎn)品包裝。超小型貼片電子元件廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、計(jì)算機(jī)、家用電器和汽車電子等領(lǐng)域，其載體材料常采用陶瓷基板封裝。

目前幾種常用的電子封裝陶瓷基板材料有氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化鈹。

1、氧化鋁陶瓷基板

氧化鋁陶瓷基板一般是指以氧化鋁為主要原料，主要為氧化鋁晶相，氧化鋁含量在各類陶瓷中的75%以上，原料來源豐富，成本低、機(jī)械強(qiáng)度和硬度高，絕緣性能好并具有熱沖擊性能好、耐化學(xué)腐蝕、尺寸精度高、與金屬附著力好等優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合性能較好的陶瓷基板材料。氧化鋁陶瓷基板廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)，占陶瓷基板總量的90%，已成為電子工業(yè)不可缺少的材料。

氧化鋁陶瓷基板雖然產(chǎn)量大應(yīng)用廣泛，但由于其導(dǎo)熱率比單晶硅高，在高頻、大功率和超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用上受到限制。

2、氮化鋁陶瓷基板

氮化鋁陶瓷基板是一種新型基板材料，氮化鋁晶體的晶格常數(shù)為a=0.3110nm，c=0.4890nm，六方晶系，基于氮化鋁四面體結(jié)構(gòu)單元的釬鋅礦共價(jià)鍵化合物，具有良好的導(dǎo)熱性、可靠的電絕緣性、低介電常數(shù)和介電損耗、無毒、與硅的熱膨脹系數(shù)相匹配等一系列優(yōu)良特性，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基板和電子封裝的理想選擇材料。

氮化鋁陶瓷基板核心原料氮化鋁粉的制備工藝復(fù)雜、能耗高、周期長、成本高。高成本限制了氮化鋁陶瓷基板的廣泛應(yīng)用，因此氮化鋁陶瓷基板主要應(yīng)用于高端行業(yè)。

3、氮化硅陶瓷基板

氮化硅具有三種晶體結(jié)構(gòu)，其中氮化硅最常見的形態(tài)，均為六方結(jié)構(gòu)。氮化硅具有硬度大、強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、熱腐蝕性能好、摩擦系數(shù)小等許多優(yōu)良性能。單晶氮化硅的理論熱導(dǎo)率高達(dá)400W/（m.k），具有成為高熱導(dǎo)率襯底的潛力。此外，氮化硅的熱膨脹系數(shù)約為3.0x10-6℃，與Si、SiC、GaAs等材料具有良好的匹配性，使氮化硅陶瓷基板成為非常有吸引力的高強(qiáng)度高導(dǎo)熱電子器件基板材料。

然而，氮化硅陶瓷介電性能較差（介電常數(shù)為8.3，介電損耗為0.001~0.1），生產(chǎn)成本高限制了其作為電子封裝陶瓷基板的應(yīng)用。

4、碳化硅陶瓷基板

碳化硅陶瓷基板具有較高的熱導(dǎo)率，在高溫下為100w/(m·k)～400W/(m·k)，是氧化鋁的13倍。抗氧化性能好分解溫度在2500℃以上，在1600℃的氧化氣氛中仍可使用，而且電絕緣性好，熱膨脹系數(shù)低于氧化鋁和氮化鋁，碳化硅陶瓷基板具有強(qiáng)共價(jià)鍵特性難以燒結(jié)。通常添加少量硼或氧化鋁作為燒結(jié)助劑以提高密度。實(shí)驗(yàn)表明，鈹、硼、鋁及其化合物是最有效的添加劑，可使SiC陶瓷的密度達(dá)到98%以上。

但碳化硅的介電常數(shù)太高，是氮化鋁的4倍，抗壓強(qiáng)度低，只適合低密度封裝，不適合高密度封裝。除集成電路元件、陣列元件和激光二極管等外，還用于具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)件。

5、氧化鈹陶瓷基板

氧化鈹是僅有六方釬鋅礦結(jié)構(gòu)的堿土金屬氧化物，由于氧化鈹具有纖鋅礦和強(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，相對(duì)分子質(zhì)量低，因此具有較高的熱導(dǎo)率，氧化鈹是氧化鋁的10倍左右，其熱導(dǎo)率在常溫可達(dá)250 w/(m·K)，與金屬的導(dǎo)熱性好，在高溫、高頻下，其電性能好，耐熱性好，耐熱沖擊性好，化學(xué)穩(wěn)定性好。

雖然氧化鈹有一些良好的性能，但其致命的缺點(diǎn)是其粉末的極端毒性。長期吸入氧化鈹粉塵會(huì)引起中毒甚至危及生命，還會(huì)造成環(huán)境污染，極大地影響氧化鈹陶瓷基板的生產(chǎn)和應(yīng)用[5]。此外，氧化鈹生產(chǎn)成本高，限制了其生產(chǎn)和應(yīng)用。其用途僅限于以下幾個(gè)方面：大功率晶體管的散熱片、高頻大功率半導(dǎo)體器件的散熱片、發(fā)射管、TWTS、激光管、速調(diào)管等。氧化鈹陶瓷基板有時(shí)用于航空電子和衛(wèi)星通信具有高導(dǎo)熱性和理想的高頻特性。

6、氮化硼陶瓷基板

氮化硼可以以兩種不同的形式結(jié)晶：六方晶和立方晶。其中立方晶BN硬度高，耐高溫1500~1600℃，適用于超硬材料。在正確的熱處理下，六方氮化硼可以在非常高的溫度下保持很高的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性。BN材料具有較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性，同時(shí)BN陶瓷的熱導(dǎo)率與常溫不銹鋼相當(dāng)，介電性能好。BN比大多數(shù)陶瓷脆性好，熱膨脹系數(shù)小，抗熱震性強(qiáng)，能承受1500℃以上溫差的急劇變化。

   立方BN和六方BN都是在高溫高壓下制備的，都是典型的共價(jià)鍵晶體。由于其導(dǎo)熱系數(shù)高，導(dǎo)熱系數(shù)幾乎不隨溫度變化，介電常數(shù)小，絕緣性能好，BN被應(yīng)用于雷達(dá)窗口、大功率晶體管的管座、管殼、散熱片和微波輸出窗口。但立方BN太貴，不能用于生產(chǎn)高導(dǎo)熱陶瓷材料。熱膨脹系數(shù)與硅的不匹配也限制了它的應(yīng)用。