| 标准编号 | GB/T 45767-2025 (GB/T45767-2025) | | 中文名称 | 氮化硅陶瓷基片 | | 英文名称 | Silicon nitride ceramic subtrates | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Q32 | | 国际标准分类 | 81.060.30 | | 字数估计 | 13,113 | | 发布日期 | 2025-06-30 | | 实施日期 | 2026-01-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 45767-2025: 氮化硅陶瓷基片
ICS 81.060.30
CCSQ32
中华人民共和国国家标准
氮化硅陶瓷基片
2025-06-30发布
2026-01-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国建筑材料联合会提出。
本文件由全国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC194)归口。
本文件起草单位:中材高新氮化物陶瓷有限公司、衡阳凯新特种材料科技有限公司、浙江多面体新
材料有限公司、浙江立泰复合材料股份有限公司、吉林长玉特陶新材料技术股份有限公司、山东工业陶
瓷研究设计院有限公司、浙江德汇电子陶瓷有限公司、株洲瑞德尔智能装备有限公司、河南诺兰特新材
科技有限公司、山东国瓷功能材料股份有限公司、河北高富氮化硅材料有限公司、罗杰斯科技(苏州)有
限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国国检测试控股集团淄博有限公司、株洲艾森达新材料科技
有限公司、泰晟新材料科技有限公司、江苏富乐华功率半导体研究院有限公司、基迈克材料科技(苏州)
有限公司、福建臻璟新材料科技有限公司、安阳亨利高科实业有限公司、南通三责精密陶瓷有限公司、安
徽蓝讯通信科技有限公司、江西氮化硅新材料有限公司、福建华清电子材料科技有限公司、娄底市安地
亚斯电子陶瓷有限公司、无锡海古德新技术有限公司、济南大学、湖南维尚科技有限公司、湖南省新化县
鑫星电子陶瓷有限责任公司、浙江正天新材料科技有限公司、山东明辉特种陶瓷有限公司。
本文件主要起草人:孙峰、尚超峰、张辉、王再义、董廷霞、张业雷、董伟强、陈常祝、李勇全、栾婷、
张景贤、张国军、王玉金、李应新、蒋丹宇、王新刚、李凯、吴萍、张云鹤、孙伟、田卓、黄世东、高礼文、
李博闻、戴玮明、葛荘、刘卫平、曲鹏、夏静豪、李秋菊、闫永杰、朱伟、林文松、李光、黄文思、康丁华、
莫雪魁、陈平松、严回、曾小锋、袁振伟、张恒举、黄荣厦、张雪莲、曹建辉、蒋伟鑫、刘深、赵德刚、林德陇、
王美玲。
氮化硅陶瓷基片
1 范围
本文件规定了氮化硅陶瓷基片的产品分类与标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输
和贮存。
本文件适用于功率半导体模块氮化硅陶瓷基片,其他功能用氮化硅陶瓷基片参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 1408.1 绝缘材料 电气强度试验方法 第1部分:工频下试验
GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
GB/T 5594.4 电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 第4部分:介电常数和介质损耗角正切
值的测试方法
GB/T 5594.5 电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 体积电阻率测试方法
GB/T 6062 产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓法 接触(触针)式仪器的标称特性
GB/T 9530 电子陶瓷名词术语
GB/T 10700 精细陶瓷弹性模量试验方法 弯曲法
GB/T 14619-2013 厚膜集成电路用氧化铝陶瓷基片
GB/T 16534 精细陶瓷室温硬度试验方法
GB/T 16535 精细陶瓷线热膨胀系数试验方法 顶杆法
GB/T 16555 含碳、碳化硅、氮化物耐火材料化学分析方法
GB/T 17991 精细陶瓷术语
GB/T 22588 闪光法测量热扩散系数或导热系数
GB/T 25995 精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
GB/T 39975-2021 氮化铝陶瓷散热基片
GB/T 41605 滚动轴承球用氮化硅材料 室温压痕断裂阻力试验方法 压痕法
GB/T 45763 精细陶瓷 陶瓷薄板室温弯曲强度试验方法 三点弯曲或四点弯曲法
3 术语和定义
GB/T 9530和GB/T 17991界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
能够在表面印制导体图形、膜元件或粘贴电子元器件的片状氮化硅陶瓷支撑物。
注:以下简称基片。
3.2
翘曲度 warpage
由基片的3个角点确定一个平面,第四角点偏离该平面的距离。
注:见图1。
标引符号说明:
ΔW---翘曲度。
图1 翘曲度示意图
4 分类与标识
按导热性能分为5类(见5.3)。用两组符号标识,中间用空格隔开,应使用如下表达方式:
SN
基片材质代号
基片的导热性能分类代号
示例:导热系数为80W/(m·K)~90W/(m·K)的基片表示为:SN80。
5 技术要求
5.1 外观质量
基片外观质量应符合表1的规定。
表1 外观质量
项目 典型示例 每30cm2 最大允许个数
裂纹 0
凸脊 高度小于0.025mm时:1
毛刺a 高度小于0.01mm时:1
划痕 深度小于0.015mm时:1
表1 外观质量 (续)
项目 典型示例 每30cm2 最大允许个数
缺损
伸入印刷表面(W)深度小于0.5,
缺损深度不超过基片厚度一半时:1
凹坑a
直径小于0.18mm,
深度小于0.025mm时:1
气泡a 高度小于0.025mm时:1
斑点 0
污渍 - 0
a 每15cm2 面积上毛刺、凹坑、气泡三项缺陷不能同时存在。
5.2 尺寸偏差和形位公差
5.2.1 基片工作面的粗糙度不大于Ra0.7μm。
5.2.2 尺寸偏差和形位公差应符合表2的规定。
表2 尺寸偏差和形位公差
项目
允许偏差a
Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级
长度(L)
±0.1%
(但不小于±0.05mm)
±0.3%
(但不小于±0.10mm)
±0.8%
(但不小于±0.10mm)
宽度(W)
±0.1%
(但不小于±0.05mm)
±0.3%
(但不小于±0.10mm)
±0.8%
(但不小于±0.10mm)
厚度(h)
±7%
(但不小于±0.025mm)
±9%
(但不小于±0.05mm)
±10%
(但不小于±0.05mm)
翘曲率(长度方向) ≤0.2% >0.2%~0.3% >0.3%~0.4%
a 用户另有要求时,以双方确认的要求为准。
5.3 性能指标
基片的性能指标应符合表3的规定。
表3 性能指标
项目 单位
指标
SN60 SN80 SN100 SN120
Si3N4(质量分数) - ≥85%
体积密度 g/cm3 ≥3.10
导热系数(室温) W/(m·K) 60~< 80 80~< 100 100~< 120 ≥120
弯曲强度(三点) MPa ≥650 ≥700 ≥600 ≥550
韦布尔模数(弯曲强度) - >10
维氏硬度(HV) GPa ≥14
压痕断裂阻力(KI,IFR) MPa·m1/2 ≥6.0
线热膨胀系数(室温~400℃) 1/K 2.43×10-6~2.97×10-6
体积电阻率(室温) Ω·cm >1014
介电常数(室温、1MHz) - 6~10
介质损耗角正切值(室温、1MHz) - ≤5×10-3
耐电压(AC/5kV) - 10s无击穿,漏电流不大于10mA
击穿强度(AC) kV/mm >20
抗热震性(600℃,水冷) - 30次无裂纹
注:如供需双方商定的产品热性能类型不属于表3的4个分类范围,则标记为第5个类型“X”,用“SNX”表示。
6 试验方法
6.1 外观质量
按照GB/T 14619-2013中6.5.8规定的方法进行检验。
6.2 尺寸偏差和形位公差
长度、宽度和厚度按照GB/T 39975-2021中5.2.1、5.2.2规定的方法进行测量。翘曲度按附录A
给出的方法测量。
6.3 表面粗糙度
使用符合GB/T 6062规定的准确度要求的接触式轮廓仪进行测量。测量正反面,每面在中心位置
水平、垂直方向各测量一次,结果取4次测量中的最大值。
6.4 Si3N4(质量分数)
按照GB/T 16555规定的方法进行测试。
6.5 体积密度
每一测试样品体积应不小于0.4cm3,且质量不小于5g,按照GB/T 25995规定的方法进行测试。
6.6 导热系数(室温)
样品为厚度低于1mm的基片原片。表面先涂覆金或铂层,再涂覆石墨。按照GB/T 22588规定
的方法进行测试。
6.7 弯曲强度(三点)韦布尔模数(弯曲强度)
6.7.1 试验夹具所用辊棒的弹性模量应为300GPa~500GPa。
6.7.2 在同一基片上的均匀位置选择样品。按照GB/T 45763规定的方法进行测试。
6.8 维氏硬度、压痕断裂阻力
6.8.1 使用激光切割机切割成直径大于10mm的基片原片样品。磨抛粗糙度Ra至小于0.1μm。
6.8.2 不同厚度样品的维氏硬度、压痕断裂阻力采用的试验力值见表4。按照GB/T 16534规定的方
法进行。压痕有效性和维氏硬度计算按照GB/T 16534规定的方法进行。
表4 试验力值
厚度(h)
mm
试验力值(F)
≥0.635 196.1
0.32/0.50 98.07
0.25 49.030
0.18 29.42
≤0.15 19.61
注:由于存在压痕尺寸效应,不同试验力值的测试结果会有不同,通常低试验力值的测试结果会偏高。
6.8.3 压痕的间距不应小于裂纹对角线长度的5倍,压痕与边缘距离不应少于裂纹对角线长度的3倍。
在卸载后10min内,测量压痕的2条对角线长度、裂纹长度,精度小于1μm。产生仲裁时,裂纹长度通
过着色判断。
6.8.4 只能接受4个主裂纹从4个对角线方向延伸的压痕。有效压痕的数量不应少于5个。
6.8.5 对于每个有效压痕,按照GB/T 41605计算压痕断裂阻力值。计算时,维氏硬度使用表4相应载
荷的试验结果,弹性模量采用被测同批次样品按照GB/T 10700规定的方法试验的结果。
6.9 线热膨胀系数(室温~400℃)
样品尺寸为L(25mm±0.2mm)×W(5mm±0.2mm)×h(基片原片),按照GB/T 16535规定的
方法进行测试。
6.10 体积电阻率(室温)
样品使用基片原片。直径为35mm±1mm,样品应进行清洗干燥处理。按照GB/T 5594.5规定
的方法进行测试。
6.11 介电常数(室温、1MHz)、介电损耗正切值(室温、1MHz)
样品使用基片原片。直径为35mm±1mm,样品应进行清洗干燥处理。按照GB/T 5594.4规定
的方法进行测试。
6.12 耐电压(AC/5kV)
样品使用基片原片。按照GB/T 1408.1-2016中10.6规定的方法进行测试。
6.13 击穿强度(AC)
样品尺寸为R(35mm±1mm)×H(基片原片),也可为L(40mm±0.2mm)×W(24mm±
0.2mm)×h(基片原片)。
上下电极直径20mm,液体媒介中,漏电流3mA。按照GB/T 1408.1规定的方法进行测试。仲裁
时,样品尺寸以R(35mm±1mm)×h(基片原片)的结果为准。
6.14 抗热震性(600℃,水冷)
试验加热装置的控温精度为±2℃。温度加热至600℃,保温10min,取出样品,在5s内放入水
槽中冷却,水温始终保持在(20±2)℃。样品在水槽中停留不小于10s。取出样品擦干表面水分,采用
放大倍数不小于4倍的放大镜对样品进行检验。
7 检验规则
7.1 组批
由同一配方,在基本相同条件下连续生产并同一时间提交检验的500件基片为一个检验批,不足
500件时,仍可作为一个检验批。
7.2 检验分类
产品的检验分为出厂检验和型式检验。
7.3 检验条件
除另有规定外,应在下列条件下进行检验:
a) 温度:15℃~35℃;
b) 相对湿度:45%~75%。
7.4 检验项目及抽样方案
7.4.1 出厂检验
出厂检验项目包括表5及表6规定的全部检验项目。每批产品按照GB/T 2828.1中一次抽样方案
进行出厂检验,其检验项目见表5和表6。如有必要,接收质量限也可由供需双方协商规定。
表5 外观质量、尺寸公差和形位公差出厂检验方案
检验项目 技术要求章条编号 试验方法章条编号 检查水平(IL) 接收质量限(AQL)
外观质量 5.1 6.1 Ⅱ 0.25
尺寸偏差 5.2.2 6.2 Ⅰ 1.0
翘曲度 5.2.2 6.2 Ⅰ 1.0
表面粗糙度 5.2.1 6.3 S-2 1.0
表6 出厂检验方案
检验项目 技术要求章条编号 试验方法章条编号 样品数 允许不合格样品数
体积密度 5.3 6.5 6 0
导热系数 5.3 6.6 1 0
弯曲强度(三点)、
韦布尔模数(弯曲强度)
5.3 6.7 10 0
压痕断裂阻力 5.3 6.8 2 0
耐电压(AC/5kV) 5.3 6.12 100% 0
击穿强度(AC) 5.3 6.13 2 0
7.4.2 型式检验
型式检验的检验项目包括第5章规定的全部检验项目。型式检验的样品直接从出厂检验合格的产
品中抽取或根据检验要求进行制作,按照表7的规定进行。有下列情况之一时应做型式检验:
a) 首批生产时;
b) 正常生产时每年检验一次;
c) 原料或生产工艺改变可能影响产品质量时;
d) 停产半年或以上,恢复生产时;
e) 出厂检验结果与上次型式检验结果存在较大差异时。
表7 型式检验
检验项目 技术要求章条编号 试验方法章条编号 样品数 允许不合格样品数
外观质量 5.1 6.1 5 0
尺寸偏差 5.2.2 6.2 5 0
翘曲度 5.2.2 6.2 5 0
工作面粗糙度 5.2.1 6.3 5 0
Si3N4(质量分数) 5.3 6.4 2 0
体积密度 5.3 6.5 6 0
导热系数(室温) 5.3 6.6 1 0
弯曲强度(三点)、
韦布尔模数(弯曲强度)
5.3 6.7 10 0
维氏硬度 5.3 6.8 2 0
压痕断裂阻力 5.3 6.8 2 0
线热膨胀系数(室温~400℃) 5.3 6.9 1 0
体积电阻率(室温) 5.3 6.10 2 0
介电常数(室温、1MHz) 5.3 6.11 5 0
介电损耗角正切值(室温、1MHz) 5.3 6.11 5 0
表7 型式检验 (续)
检验项目 技术要求章条编号 试验方法章条编号 样品数 允许不合格样品数
耐电压(AC/5kV) 5.3 6.12 3 0
击穿强度(AC) 5.3 6.13 2 0
抗热震性(600℃,水冷) 5.3 6.14 3 0
7.5 判定规则
7.5.1 出厂检验
如果出厂检验的所有项目符合表5和表6的规定,则该批陶瓷基片产品合格,如有一项不合格,应
从同批产品中抽取双倍数量的基片对不合格项目进行复验。若复验合格,则判定该批产品合格;若复验
仍不合格,则判定该批产品不合格。
7.5.2 型式检验
型式检验中,如果所有项目符合表7的规定,则认为本周期生产的陶瓷基片合格。如果有一项或一
项以上不合格,取双倍数量的样品对不合格项目进行复验。若复验合格,则型式检验合格;若复验仍不
合格,则型式检验不合格。
8 标志、包装、运输和贮存
8.1 标志
8.1.1 内包装上应注明:
a) 供货单位商标;
b) 产品名称和代号;
c) 产品数量;
d) 包装日期。
8.1.2 外包装内应有装箱单,其上注明:
a) 供货单位商标;
b) 产品名称和代号;
c) 产品数量;
d) 包装日期;
e) 毛重。
8.1.3 每个外包装箱上应标示“小心轻放”“向上”“易碎”和“防湿”等,并有相应的图形标志,图形标志
应符合GB/T 191的规定。
8.2 包装
8.2.1 产品的包装应保证产品经正常运输、搬运后完好无损。
8.2.2 产品应先进行内包装,然后再用填料将内包装固紧在外包装箱内,最后完成外包装。
8.2.3 按8.2.1的要求,根据产品的结构、大小等因素在下列材料中选取内、外包装材料和填料。
a) 内包装材料:纸、瓦楞纸、塑料袋、泡沫塑料和纸盒等。
b) 外包装材料:纸箱、木箱和塑料箱等。
c) 填充料:纸屑、木屑和谷壳等。
8.2.4 包装箱(盒)内应有产品合格证。
8.3 运输
包装完整的产品在运输过程中,应防止雨雪直接淋袭和剧烈碰撞。
8.4 贮存......
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