氮化硅陶瓷基片常用于电子封装、散热、绝缘或覆铜板配套场景。除成分和外观尺寸外,厚度、翘曲、热导、绝缘和表面质量等指标也会影响装配和使用表现。
检测思路
陶瓷材料检测通常从“成分、粉体状态、结构、力学、热学和功能性能”几个方面展开。原料和粉体更关注纯度、杂质和粒度;烧结制品更关注密度、气孔、强度和外观尺寸;电子陶瓷、窑具、过滤元件和涂层材料还需要结合实际使用场景判断。
- 成分和杂质控制:、外观质量、尺寸偏差、表面粗糙度、体积密度、导热系数、弯曲强度、维氏硬度、压痕断裂韧性、线热膨胀系数(室温-400℃)、体积电阻率(室温)、介电常数(室温、1MHz)、介电损耗正切值、耐电压(AC/5KV)
检测项目和参考标准
下表按项目列出参考方法和标准号。陶瓷材料标准中方法较细,同一对象可能同时涉及化学分析、物理性能、结构性能和产品标准项目,可根据材料用途、技术协议或研发目的确认组合。
| 检测项目 | 参考方法 / 标准 | 适用场景 | 补充说明 |
|---|---|---|---|
| 按样品状态和项目组合确认。 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025 | 用于陶瓷材料研究、来料验收、质量分析或研发验证。 | 适用: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。 |
| 外观质量 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.1 | 用于检查规格尺寸、表面缺陷、翘曲、变形和加工质量。 | 适用: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。 方法要点:按照 GB/T14619—2013中6.5.8规定的方法进行检验 样品要求:型式检验时样品数量为5个 |
| 尺寸偏差 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.2 | 用于检查规格尺寸、表面缺陷、翘曲、变形和加工质量。 | 适用: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。 方法要点:长度、宽度和厚度按照 GB/T39975—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。 样品要求:型式检验时样品数量为5个 |
| 表面粗糙度 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.3 | 用于检查规格尺寸、表面缺陷、翘曲、变形和加工质量。 | 适用: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。 方法要点:使用符合 GB/T6062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。 样品要求:型式检验时样品数量为5个 |
| 体积密度 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.5 | 用于评价粒度、密度、孔隙和组织状态,适合粉体、烧结体和多孔陶瓷分析。 | 适用: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。 方法要点:每一测试样品体积应不小于0.4cm3,且质量不小于5g,按照 GB/T25995规定的方法进行测试 样品要求:型式检验时样品数量为6个 |
| 导热系数 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.6 | 用于评价高温稳定性、热震、导热或热膨胀表现,适合窑具、热场和高温部件。 | 适用: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。 方法要点: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/T22588规定的方法进行测试。 周期:3 样品要求:ф(12.7±0.03)×(1±0.03)mm,1个 |
| 弯曲强度 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.7 | 用于评价承载、抗折、耐压、硬度或耐磨表现,适合结构件和耐磨件验收。 | 适用: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。 方法要点:在同一基片上的均匀位置选择样品。按照 GB/T45763规定的方法进行测试。 样品要求:型式检验时样品数量为10个 |
| 维氏硬度 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.8 | 用于评价承载、抗折、耐压、硬度或耐磨表现,适合结构件和耐磨件验收。 | 适用: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。 方法要点: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。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/T16534规定的方 法进行。 样品要求:直径大于10mm 的基片原片样品。2个 |
| 压痕断裂韧性 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.8 | 用于陶瓷材料研究、来料验收、质量分析或研发验证。 | 适用: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。 方法要点: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。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/T16534规定的方 法进行。 样品要求:直径大于10mm 的基片原片样品。2个 |
| 线热膨胀系数(室温-400℃) | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.9 | 用于评价高温稳定性、热震、导热或热膨胀表现,适合窑具、热场和高温部件。 | 适用: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。 方法要点:样品尺寸为L(25mm±0.2mm)×W(5mm±0.2mm)×h(基片原片),按照 GB/T16535规定的 方法进行测试。 设备:室温-1600℃ 周期:5 样品要求:样品尺寸为L(25mm±0.2mm)×W(5mm±0.2mm)×h(基片原片),1个 |
| 体积电阻率(室温) | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.10 | 用于评价绝缘、导热、电性能或散热相关指标,适合电子陶瓷和功能陶瓷。 | 适用: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。 方法要点: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/T5594.5规定 的方法进行测试。 周期:3 样品要求:样品使用基片原片。直径为35mm±1mm,2个 |
| 介电常数(室温、1MHz) | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.11 | 用于评价绝缘、导热、电性能或散热相关指标,适合电子陶瓷和功能陶瓷。 | 适用: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。 方法要点: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/T5594.4规定 的方法进行测试 设备:2MHz 周期:5 样品要求:样品使用基片原片。直径为35mm±1mm,5个 |
| 介电损耗正切值 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.11 | 用于评价绝缘、导热、电性能或散热相关指标,适合电子陶瓷和功能陶瓷。 | 适用: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。 方法要点: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/T5594.4规定 的方法进行测试 样品要求:样品使用基片原片。直径为35mm±1mm,5个 |
| 耐电压(AC/5KV) | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.12 | 用于陶瓷材料研究、来料验收、质量分析或研发验证。 | 适用: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。 方法要点:样品使用基片原片。按照 GB/T1408.1—2016中10.6规定的方法进行测试。 样品要求:3个 |
| 击穿强度 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.13 | 用于评价承载、抗折、耐压、硬度或耐磨表现,适合结构件和耐磨件验收。 | 适用: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。 方法要点:上下电极直径20mm,液体媒介中,漏电流3mA。按照 GB/T1408.1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。 设备:最高50KV 周期:5 样品要求:样品尺寸为R(35 mm±1 mm)×H (基片原片),也可为 L(40 mm±0.2 mm)×W (24 mm± 0.2mm)×h(基片原片)。2个 |
| 抗热震性(600 ℃,水冷) | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.14 | 用于评价高温稳定性、热震、导热或热膨胀表现,适合窑具、热场和高温部件。 | 适用: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。 方法要点: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。要求30次无裂纹 周期:3 样品要求:3个 |
| 氮化硅 | 氮化硅陶瓷基片;GB/T 45767-2025;条款:6.4 | 用于判断原料纯度、杂质水平、配方稳定性和批次一致性。 | 适用: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。 方法要点:按照 GB/T16555规定的方法进行测试。 样品要求:2个 |
送样和制样要点
陶瓷基片和散热元件建议提供厚度、尺寸、表面状态、覆铜或金属化情况,以及关注的绝缘、导热或外观指标。
结果怎么理解
成分和杂质结果适合判断原料纯度和批次稳定性;粒度、密度和气孔类项目适合分析粉体状态和烧结质量;强度、耐磨、热震、导热和电性能项目更接近实际使用表现。若用于质量分析或研发验证,建议同时提供配方、烧成制度、使用条件或对比样信息。
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