氧化鋁基板是目前用途最廣泛、最經(jīng)濟有效的陶瓷基板材料，具有良好的絕緣性、化學性質(zhì)穩(wěn)定，熱導率高，高頻性好等特性，綜合性能良好。在汽車工業(yè)領(lǐng)域中，得益于行業(yè)的迅猛發(fā)展，氧化鋁陶瓷基板的需求量正逐年增加。

據(jù)了解，目前氧化鋁陶瓷基板在汽車上的應用主要分為以下幾個方面，整體來看它的應用對減輕車輛質(zhì)量、提高發(fā)動機熱效率、降低油耗、提高易損件壽命、完善汽車智能性功能是具有積極意義的。

一、氧化鋁陶瓷基板在汽車制造業(yè)的應用

①IGBT封裝

IGBT是現(xiàn)代電力電子器件中的主導型器件，是國際上公認的電力電子技術(shù)第三次革命最具代表性的產(chǎn)品。IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷軌蚋鶕?jù)信號指令來調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，在汽車制造中主要用于電機控制器、車載空調(diào)等。傳統(tǒng)的IGBT模塊中，氧化鋁精密陶瓷基板是最常用的精密陶瓷基板。但由于氧化鋁精密陶瓷基片相對低的熱導率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好，并不適合作為高功率模塊封裝材料。

DCB-Al₂O₃基板（96%）

②傳感器芯片封裝

對汽車用傳感器的要求是能長久適用于汽車特有的惡劣環(huán)境（高溫、低溫、振動、加速、潮濕、噪聲、廢氣），并應當具有小型輕量，重復使用性好，輸出范圍廣等特點。氧化鋁陶瓷基板耐熱、耐蝕、耐磨及其潛在的優(yōu)良的電磁、光學機能，近年來隨著制造技術(shù)的進步而得到充分利用，氧化鋁陶瓷材料制成的傳感器完全能夠滿足上述要求，代表應用有激光雷達、攝像頭、毫米波雷達等。

汽車傳感器

③LED封裝

近年LED照明技術(shù)在汽車制造中得到了廣泛應用，如車大燈，尾燈、指示等、氛圍燈、顯示屏背光等。越是高功率的LED，其散熱問題越需要受到重視——LED運作所產(chǎn)生的熱量若無法有效散出，將會使LED結(jié)面溫度過高，不但導致LED發(fā)光效率快速衰減，也會對LED的壽命造成致命影響。目前使用氧化鋁陶瓷基板不僅成本較低，而且能夠高效且環(huán)保的生產(chǎn)出高功率、高精度、低成本、高附著力、高表面平整度的LED用陶瓷散熱基板，因此在LEd領(lǐng)域得到了廣泛應用。

車用LED燈構(gòu)造（圖片來源：hella）

二、氧化鋁陶瓷基板的質(zhì)量要點

不過氧化鋁陶瓷雖然可以滿足基板的剛性承載需求及耐環(huán)境侵蝕的功能，但其理論熱導率與實際熱導率都偏低，因此為了更好地滿足電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，提高基板產(chǎn)品質(zhì)量，就必須要重視原料Al₂O₃粉體的品質(zhì)、性能指標，以及制造工藝的選擇。

①原料制備

通過長期的研究和生產(chǎn)應用，Al₂O₃的純度、α-相含量、結(jié)晶形貌、粒度分布等指標對基板產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。因此一般要求：

l Na₂O含量低于0.1%，F(xiàn)e及Fe₂O、H₂O含量盡可能低；

l 結(jié)晶形貌以球形為好；

l 原料氧化鋁的 α-相轉(zhuǎn)化率應控制適宜，且保持穩(wěn)定；

l 氧化鋁應經(jīng)過充分研磨，減少團聚顆粒。

②制造工藝

除了原料選擇外，成型與燒結(jié)工序也是決定成敗的關(guān)鍵因素。成型技術(shù)方面，常用有注射成型、干壓成型和流延成型等，不過注射成型效率雖高，但做大尺寸薄板比較困難；干壓成型產(chǎn)品密度高、基板平整度容易保證，但生產(chǎn)效率低、成本高，制備超薄基板比較困難；流延成型是兼具高生產(chǎn)效率、超薄的雙重優(yōu)點，但由于坯體致密度較低，燒結(jié)時容易變形。因此為了提高大尺寸基板的優(yōu)等品率，目前業(yè)界正重點對優(yōu)化燒結(jié)的方法和燒結(jié)助劑的選擇展開研究。

三、總結(jié)

總之，現(xiàn)階段汽車的研發(fā)及生產(chǎn)階段已越來越多地采用氧化鋁陶瓷基板材料，但若要在未來的汽車制造業(yè)中將更多的氧化鋁陶瓷基板、智能陶瓷制品被引入和采用到汽車上，在氧化鋁陶瓷原料的制取、材料的評價和利用技術(shù)等許多方面都還需要繼續(xù)加以研究。

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