陶瓷基板的材料種類很多，有氧化鋁、氧化鈹、氮化鋁、氮化硅等。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷（Zirconia Toughened Aluminum，ZTA）是以Al2O3為基體，部分穩定ZrO2為增韌相的一種復合相陶瓷材料。由于ZTA陶瓷具有優異的散熱性、絕緣性、抗熱震性和機械強度，ZTA陶瓷覆銅基板廣泛應用于電動汽車IGBT、LED等領域。
1、氧化鋯增韌氧化鋁的增韌機制
氧化鋁以其高強度、高硬度、高耐磨、抗氧化及抗熱震等優異性能，在機械、電子、化工等領域得到廣泛應用。但氧化鋁的斷裂韌性較低，抗沖擊能力差，限制了其更廣泛領域的應用。通過在氧化鋁基體中添加增韌材料，可明顯改善這一現象。其中氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷被證明具有較好的增韌效果。氧化鋯的增韌機制一般認為有應力誘導相變、微裂紋增韌、彌散增韌、壓縮表面韌化等：應力誘導相變增韌是利用應力誘導四方ZrO2馬氏體相變來改變陶瓷材料的韌性。ZrO2在室溫下為單斜晶系，當溫度達到1170℃時，由單斜晶系轉化為亞穩態的四方晶型，在應力作用下，亞穩態的四方晶型ZrO2可誘發相變重新轉化為單斜晶型。當ZrO2顆粒的尺寸足夠小，在室溫時，ZrO2仍保持四方相，當受到外應力時，裂紋尖端前部區域的四方ZrO2發生相變，吸收能力，引起體積膨脹，阻止裂紋擴展。在一定條件下，相變引發體積膨脹在基體中引起均勻分散又不互相連接的微裂紋，增加材料的斷裂表面能，吸收主裂紋擴展的能力，達到增加斷裂韌性的效果。不改變裂紋尺寸的情況下，添加四方氧化鋯和立方氧化鋯的氧化鋁，使得裂紋擴展路徑曲折、分叉，吸收更多能量，斷裂韌性有所提高。研磨相變韌化ZrO2的表面，可以使表面層的四方相ZrO2顆粒轉變為單斜相，并產生體積膨脹，形成壓縮表面層，抵消一部分外加拉應力，從而強化陶瓷。2、氧化鋯增韌氧化鋁基板的特點
1）高強度，強度是一般氧化鋁基板的兩倍以上；
2）與氧化鋁基板和氮化鋁基板相比，擁有1.5倍以上的彎曲強度；5）絕佳的基板表面質量。以均質的微細的微結構，實現出色的表面粗糙度；9）DBC ZTA陶瓷基板制造成本與DBC標準氧化鋁陶瓷基板相近，比氮化物陶瓷基板低。3、氧化鋯增韌氧化鋁基板的應用
ZTA 基板與普通 Al2O3 基板相比具有良好的彎曲強度，主要用于長壽命和高可靠性的應用。在大功率電動汽車、航天航空和軍工等先進工業領域中，需要使用強大載流和散熱能力的陶瓷基板。在大功率LED燈的應用中，也需要使用高反射率和高耐電壓沖擊強度的陶瓷基板。ZTA基板通過摻雜鋯的氧化鋁陶瓷提高了可靠性，耐腐蝕、化學穩定性好，具有高斷裂韌性和抗彎強度、高耐溫能力、高載流容量、高絕緣電壓、高熱容與熱擴散能力以及與硅相近的熱膨脹系數，使其成為DBC陶瓷覆銅基板和LED線路板急需的高性能陶瓷材質電路載體。高功率電源模塊，如IGBT模塊用基板
LED 封裝用基板
ZTA陶瓷覆銅基板相關廠商有：羅杰斯、賀利氏電子、富樂華、韓國KCC、博敏電子、日本礙子、展至電子等。為加強陶瓷基板及其封裝行業上下游交流聯動，艾邦建有陶瓷基板產業群，歡迎涉及汽車、LED、5G、陶瓷封裝、陶瓷管殼、陶瓷基板及覆銅板生產企業；氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、玻璃粉等陶瓷材料企業；金屬銅箔、金屬焊料、金屬漿料等材料企業；陶瓷粉體生產配制設備、陶瓷流延機、拋光研磨設備、打孔設備、填孔設備、印刷機、鍍膜設備、顯影設備、燒結爐、釬焊爐、X-RAY、AOI、超聲波掃描顯微鏡、自動化組裝等加入微信群。
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：氧化鋯增韌氧化鋁（ZTA）基板的特點及應用
