氮化鋁陶瓷的流延成型:粘結(jié)劑和增塑劑,在流延漿料中加入粘結(jié)劑與增塑劑主要是為了提高薄片的強(qiáng)度和改善薄片的韌性及延展性。流延薄片在室溫下自然干燥時(shí),溶劑不斷揮發(fā),粘結(jié)劑則能自身固化成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)防止薄片中的顆粒沉降,并且賦予薄片一定的強(qiáng)度。增塑劑的引入保證了薄片的柔韌性,同時(shí)降低了粘結(jié)劑在室溫和較低溫度時(shí)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。流延成型的工藝特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):設(shè)備不太復(fù)雜,工藝穩(wěn)定,可連續(xù)生產(chǎn),效率高,自動(dòng)化程度高,坯膜性能均一且易于控制, 適于制造各種超薄形陶瓷器件,氧化鋁陶瓷基片等。缺點(diǎn):坯體密度小,收縮性高。氮化鋁室溫下與水緩慢反應(yīng).可由鋁粉在氨或氮?dú)夥罩?00~1000℃合成,產(chǎn)物為白色到灰藍(lán)色粉末。深圳多孔氮化硼商家
氮化鋁陶瓷微觀結(jié)構(gòu)對熱導(dǎo)率的影響:在實(shí)際應(yīng)用中,常在AlN中加入各種燒結(jié)助劑來降低AlN陶瓷的燒結(jié)溫度,與此同時(shí)在氮化鋁晶格中也引入了第二相,致使熱傳導(dǎo)過程中聲子發(fā)生散射導(dǎo)致熱導(dǎo)率下降。添加燒結(jié)助劑引入的第二相會(huì)出現(xiàn)幾種情況:從分布形式來看,可分為孤島狀和連續(xù)分布在晶界處;從分布位置來看,可分為分布在晶界三角處和晶界其他處。連續(xù)分布的晶??蔀槁曌犹峁┝烁苯拥耐ǖ溃苯咏佑|AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的熱導(dǎo)率,所以第二相是連續(xù)分布的更好;分布于晶界三角處的AlN陶瓷在熱傳導(dǎo)過程中產(chǎn)生的干擾散射較少,而且能夠使AlN晶粒間保持接觸,故而第二相分布在晶界三角處更好。此外,晶界相若分布不均勻,會(huì)導(dǎo)致大量的氣孔存在,阻礙聲子的散射,導(dǎo)致AlN的熱導(dǎo)率下降,晶界含量、晶界大小以及氣孔率對熱導(dǎo)率的表現(xiàn)也有一定的影響。因此,在AlN陶瓷的燒結(jié)過程中,可以通過改善燒結(jié)工藝的途徑,如提高燒結(jié)溫度、延長保溫時(shí)間、熱處理等,改善晶體內(nèi)部缺陷,盡可能使第二相連續(xù)分布以及位于三叉晶界處,從而提高氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。成都導(dǎo)熱氧化鋁哪家好氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板。
氮化鋁陶瓷基片(AlN)是新型功能電子陶瓷材料,是以氮化鋁粉作為原料,采用流延工藝,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而制成的陶瓷基片。氮化鋁陶瓷基板具有氮化鋁材料的各種優(yōu)異特性,符合封裝電子基片應(yīng)具備的性質(zhì),能高效地散除大型集成電路的熱量,是高密度,大功率,多芯片組件等半導(dǎo)體器件和大功率,高亮度的LED基板及封裝材料的關(guān)鍵材料,被認(rèn)為是很理想的基板材料。較廣應(yīng)用于功率晶體管模塊基板、激光二極管安裝基板、半導(dǎo)體制冷器件、大功率集成電路,以及作為高導(dǎo)熱基板材料在IC封裝中使用。
氮化鋁于1877年合成。至1980年代,因氮化鋁是一種陶瓷絕緣體(聚晶體物料為 70-210 W?m?1?K?1,而單晶體更可高達(dá) 275 W?m?1?K?1 ),使氮化鋁有較高的傳熱能力,至使氮化鋁被大量應(yīng)用于微電子學(xué)。與氧化鈹不同的是氮化鋁無毒。氮化鋁用金屬處理,能取代礬土及氧化鈹用于大量電子儀器。氮化鋁可通過氧化鋁和碳的還原作用或直接氮化金屬鋁來制備。氮化鋁是一種以共價(jià)鍵相連的物質(zhì),它有六角晶體結(jié)構(gòu),與硫化鋅、纖維鋅礦同形。此結(jié)構(gòu)的空間組為P63mc。要以熱壓及焊接式才可制造出工業(yè)級的物料。物質(zhì)在惰性的高溫環(huán)境中非常穩(wěn)定。在空氣中,溫度高于700℃時(shí),物質(zhì)表面會(huì)發(fā)生氧化作用。在室溫下,物質(zhì)表面仍能探測到5-10納米厚的氧化物薄膜。直至1370℃,氧化物薄膜仍可保護(hù)物質(zhì)。但當(dāng)溫度高于1370℃時(shí),便會(huì)發(fā)生大量氧化作用。直至980℃,氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當(dāng)穩(wěn)定。礦物酸通過侵襲粒狀物質(zhì)的界限使它慢慢溶解,而強(qiáng)堿則通過侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。物質(zhì)在水中會(huì)慢慢水解。氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲,包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。陶瓷電子基板和封裝材料領(lǐng)域,其性能遠(yuǎn)超氧化鋁。
薄膜法是通過真空鍍膜技術(shù)在AlN基板表面實(shí)現(xiàn)金屬化。通常采用的真空鍍膜技術(shù)有離子鍍、真空蒸鍍、濺射鍍膜等。但金屬和陶瓷是兩種物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的材料,直接在陶瓷基板表面進(jìn)行金屬化得到的金屬化層的附著力不高,并且陶瓷基板與金屬的熱膨脹系數(shù)不匹配,在工作時(shí)會(huì)受到較大的熱應(yīng)力。為了提高金屬化層的附著力和減小陶瓷與金屬的熱應(yīng)力,陶瓷基板一般采用多層金屬結(jié)構(gòu)。直接覆銅法(DBC)是一種基于陶瓷基板發(fā)展起來的陶瓷表面金屬化方法,基本原理是:在弱氧化環(huán)境中,與陶瓷表面連接的金屬銅表面會(huì)被氧化形成一層Cu[O]共晶液相,該液相對互相接觸的金屬銅和陶瓷基板表面都具有良好潤濕效果,并在界面處形成CuAlO2等化合物使金屬銅能夠牢固的敖接在陶瓷表面,實(shí)現(xiàn)陶瓷表面的金屬化。而AlN基板具有較強(qiáng)的共價(jià)鍵,金屬銅直接覆著在其表面的附著力不高,因此必須進(jìn)行預(yù)處理來改善其與Cu的附著力。一般先對其表面進(jìn)行氧化,生成一層薄Al2O3,通過該氧化層來實(shí)現(xiàn)與金屬銅的連接。若能以較低的成本制備出氮化鋁粉末,將會(huì)提高其商品化程度。成都導(dǎo)熱氧化鋁哪家好
高溫自蔓延合成法的本質(zhì)與鋁粉直接氮化法相同,但該法不需要在高溫下對Al粉進(jìn)行氮化。深圳多孔氮化硼商家
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的絕緣性、導(dǎo)熱性、耐高溫性、耐腐蝕性以及與硅的熱膨脹系數(shù)相匹配等優(yōu)點(diǎn),成為新一代大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。成型工藝是陶瓷制備的關(guān)鍵技術(shù),是提高產(chǎn)品性能和降低生產(chǎn)成本的重要環(huán)節(jié)之一。隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的成型方法已難以滿足人們對陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。陶瓷的濕法成型近年來成為研究的重點(diǎn),因?yàn)闈穹ǔ尚途哂泄に嚭唵巍⑸a(chǎn)效率高、成本低和可制備復(fù)雜形狀制品等優(yōu)點(diǎn),易于工業(yè)化推廣。濕法成型包括流延成型、注漿成型、注射成型和注凝成型等。深圳多孔氮化硼商家