氮化铝陶瓷结构元件开发与制作
氮化铝(Aluminium nitride)陶瓷材料理论密度: 3.3 g/cc,莫氏硬度: 7~8,是电子封装(package )中常见的基板材料(substrate ), 其主要优点在於
(1)高绝缘性(10^14 Ω. cm)
(2)优异的高频特性
(3)与矽(3.5 ppm/k)有相近的热膨胀系数(4.5ppm/k)
(4)稳定的化学特性
(5)较高的热传导系数( 170~230 w/m.k)
目前实际生产且应用高导热陶瓷基板有氧化铝(Al2O3)氮化铝(AlN),氮化矽(Si3N4)等,而氮化铝在电子与光电工业上其应用范围为
(1) IGBT 散热基板,可用於各换流器控制电源,
(2) 半导体业用静电夹盘(chuck)及衬托盘
(3) LED 用散热基板与发光元件
氮化铝(AlN)其抗热震性(thermal shock) 较氧化铝(Al2O3)为高,能耐2200℃的高温,其1400℃ 高温潜变(creep Strength),优於氧化铝,同时氮化铝无熔点,在达到分解温度(2200~2250℃)前,制品形状不会发生变化,同时不与酸起反应,但会被苛性钠(NaOH)所腐蚀(corrosion),具有耐溶融金属润湿性(wetting)特性。
氮化铝在1980℃与铝(Al), 1300℃与镓(Ga), 1400℃与铁(Fe)及镍(Ni)1200℃与钼(Mo)都具有相对的化学稳定性,因此可以用做金属熔池的浸入式热电偶保护管(protection tube),在800~1000℃的环境下保持3000 小时而不被侵蚀破坏。
同时在非氧化气氛下,氮化铝在2000℃前,都可以保持形状稳定性,也可替代合成砷化镓(GaAs)半导体的玻璃容器,制作成坩锅(crucible)以消除矽(Si)的污染,而得到高纯度的砷化镓材料。
目前兴美材料(MEITEK)整合国内、外上下游资源,可以协助客户共同开发干压(die press)及射出(injection)氮化铝结构元件(structure part)。
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热均压(HIP)高强度氧化锆陶瓷(Zirconia Ceramics)及TZP陶瓷基板
在结构陶瓷领域上，室温耐磨之零组件应用是目前国内精密结构陶瓷之最重要市场，需求量也是最多，行销之产品包括线导、轴封圈、止水阀、刀具、表壳及表带、高尔夫球打击面等。上述产品过去主要采用氧化铝为材料，最近高单价之产品才考虑使用Y-TZP 氧化锆为材料，部份安定化氧化锆相对氧化铝有更高的强度与韧性，因此兴美材料(MEITEK)利用超微分散技术制作高硬度及韧性之氧化锆陶瓷基板提供内模具业、电子业使用。兴美材料可以依客户尺寸需求,提供OEM或ODM的少量多样服务。
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热均压氧化锆陶瓷复合材料
热均压氧化锆陶瓷复合材料
氧化锆陶瓷是所有结构陶瓷中室温强度(>1200MPa)与韧性(KIc>5MPa.m0.5)中最高者；由於氧化锆没有磁性、不导电、不生銹、耐磨，所以在生物医学器械领域与刀具工具领域中应用很广：如用於医学上应用为制作人工骨骼、人工关节、人工牙根等。
由於部分稳定氧化锆具有低热导率(2 W/m.k)、强度韧性高，低弹性模量(210GPa)，高抗热冲击性(350℃)，高工作温度（1500℃），因此在机械、电子、石油、化工、航太、纺织、精密测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有著广泛的应用前景。
兴美材料所经销国外原厂热均压氧化锆陶瓷，并整合国内精密研磨加工技术，所开发冲头(punch)元件,经客户使用测试结果：与钨钢相比较,耐磨耗寿命为其3倍以上
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可加工陶瓷(Machinable Glass Ceramics)
可加工陶瓷, 是以合成云母(MAS)为主晶相的微晶玻璃(micro-crystalline glass ceramics) ，可以采用机械加工的陶瓷材料(色泽为白色)，其具备良好的加工性能、真空性能、电绝缘特性及耐高温、耐化学腐蚀等优良性质。可以广泛应用於航太、电子基板、耐高温绝缘、离子镀膜、真空镀膜设备等领域。
(1)加工性 可加工陶瓷其硬度(Mohr < 7 )相较於其他结构陶瓷(如氧化铝、氧化锆)为低，可进行研磨加工，其刀具磨耗也较小。其加工性能类似於铸铁，可加工成各种形状复杂，精度要求高的产品(如图)。
(2)热性能 可加工陶瓷其使用范围在-270℃~+800℃。具有较好的的抗热冲击性与低热膨胀系数(0.86×10-6/°C)相对於在高温环境下工件的尺寸稳定，可进行气密封合制程。 (3)化学稳定性可加工陶瓷在各种有机溶剂环境中呈现稳定状态及良好的耐酸硷(HCl、HF及NaOH)腐蚀性能等。
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