高電阻率、高熱導(dǎo)率和低介電常數(shù)是電子封裝用基片材料的很基本要求。封裝用基片還應(yīng)與硅片具有良好的熱匹配、易成型、高表面平整度、易金屬化、易加工、低成本等特點和一定的力學(xué)性能。陶瓷由于具有絕緣性能好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱導(dǎo)率高、高頻特性好等優(yōu)點,成為很常用的基片材料。常用的陶瓷基片材料有氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁等,其中氧化鋁陶瓷基板的熱導(dǎo)率低,熱膨脹系數(shù)和硅不太匹配;氧化鈹雖然有優(yōu)良的性能,但其粉末有劇毒;而氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率、好的抗熱沖擊性、高溫下依然擁有良好的力學(xué)性能,被認為是很理想的基板材料。氮化鋁陶瓷擁有高硬度和高溫強度性能,可用作切割工具、砂輪和拉絲模以及制造工具材料、金屬陶瓷材料的原料。還具有優(yōu)良的耐磨損性能,可用作耐磨損零件,但由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位。將某些易氧化的金屬或非金屬表面包覆AlN涂層,可以提高其抗氧化、耐磨的性能;也可以用作防腐蝕涂層,如腐蝕性物質(zhì)的處理器和容器的襯里等。結(jié)晶氮化鋁:無色斜方品系結(jié)晶工業(yè)品為淡黃色或深黃色結(jié)晶。杭州球形氧化鋁品牌
氮化鋁的熱傳導(dǎo)機理:熱導(dǎo)率,也即導(dǎo)熱系數(shù),作為衡量物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度,是導(dǎo)熱材料很重要的性質(zhì)之一。AIN屬于共價化合物,其分子內(nèi)部沒有可自由移動的電子,因此熱量的傳遞是以晶格振動這種形式來實現(xiàn)的,這種方式叫“聲子傳熱”。晶體內(nèi)部溫度高的部分能量大,溫度低的部分能量小,能量通過聲子之間互相作用,從高能量向低能量發(fā)生傳遞,能量的遷移導(dǎo)致熱量的傳導(dǎo)??梢钥吹?,把晶格內(nèi)部的原子看成小球,這些小球之間彼此由彈簧(共價鍵)連接起來,從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子,使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動產(chǎn)生的能量量子,即“聲子”,聲子相互作用使振動傳遞,從而使能量遷移,傳導(dǎo)熱量。溫州片狀氮化硼廠家直銷礦物酸通過侵襲粒狀物質(zhì)的界限使氮化鋁慢慢溶解,而強堿則通過侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。
氮化鋁是共價鍵化合物,屬于六方晶系,纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu),呈白色或灰白色。室溫強度高,且強度隨溫度的升高下降較慢。氮化鋁導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料。具有優(yōu)異的抗熱震性。AlN的導(dǎo)熱率是Al2O3的2~3倍,熱壓時強度比Al2O3還高。氮化鋁對Al和其他熔融金屬、砷化鎵等具有良好的耐蝕性,尤其對熔融Al液具有極好的耐侵蝕性,還具有優(yōu)良的電絕緣性和介電性質(zhì)。但氮化鋁的高溫抗氧化性差,在大氣中易吸潮、水解,和濕空氣、水或含水液體接觸產(chǎn)生熱和氮并迅速分解。在2516℃分解,熱硬度很高,即使在分解溫度前也不軟化變形。氮化鋁和水在室溫下也能緩慢地進行反應(yīng),而被水解。和干燥氧氣在800℃以上進行反應(yīng)。
氮化鋁是氮和鋁的化合物,化學(xué)式為AIN,六方晶系。顏色淡藍或綠色。莫氏硬度5。理論密度3.26g/cm2。升華分解溫度2450C,導(dǎo)熱系數(shù)高(0.072cal/(cm·C))膨脹系數(shù)6.09×10~/C,抗熱震性能好,能耐2200~20℃的急冷急熱。AIN在800C可能被氧化,因而作耐火材料時需加注意,但在1300C左右具有較好的抗氧化性能。溫度更高,因氧化物保護層開裂破壞,氧化加速。AIN不易被液體銅、鋁、鉛潤濕。它與AI2O2非常相容,在1600C下可形成y一氧氮化鋁(y-AION)。y-AION即Sialon(塞隆),化學(xué)式3AIN·7ALO2。7-AION的機械性質(zhì)與AIN相近,而抗化學(xué)侵蝕性能比AIN更好,可制造AIN基耐火材料?!?AION抗熱震性優(yōu)于ALO3和MgO等氧化物耐火材料而其抗腐蝕性又優(yōu)于SiC和Si,N,等非氧化物耐火材料。AIN容易水解。介電常數(shù)8.5.電阻率2×10"Q-cm,是良好的電絕緣體。作為耐火材料領(lǐng)域的應(yīng)用,可用AIN質(zhì)堆塌拉制四、N族元素單晶,還可用AIN制磚砌筑金屬精煉爐內(nèi)襯,以及用AIN制造金屬熔池用的浸入式熱電偶套管。氮化鋁是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。
氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),在常壓下不能熔化,而是在2500K分解它的直接能帶間隙高達6.2eV,也可以通過摻雜成為寬帶隙半導(dǎo)體材料。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),在常壓下不能熔化,而是在2500K分解它的直接能帶間隙高達6.2eV,也可以通過摻雜成為寬帶隙半導(dǎo)體材料。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,化學(xué)穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同,它的熱導(dǎo)率也很高。氮化鋁在整個可見光和紅外頻段都具有很高的光學(xué)透射率。AIN陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應(yīng)用。麗水球形氮化硼哪家好
氮化鋁薄膜用于薄膜器件的介質(zhì)和耐磨、耐熱、散熱好的鍍層。杭州球形氧化鋁品牌
在AlN陶瓷的燒結(jié)工藝中,燒結(jié)氣氛的選擇也十分關(guān)鍵的。一般的AlN陶瓷燒結(jié)氣氛有3種:還原型氣氛、弱還原型氣氛和中性氣氛。還原性氣氛一般為CO,弱還原性氣氛一般為H2,中性氣氛一般為N2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結(jié)時間及保溫時間不宜過長,燒結(jié)溫度不宜過高,以免AlN被還原。在中性氣氛中不會出現(xiàn)上述情況。所以一般選擇在氮氣中燒結(jié),這樣可以獲得性能更好的AlN陶瓷。目前,國內(nèi)氮化鋁材料的研究制造水平相比國外還有不小差距,研究基本停留在各大科研院所高校、真正能夠獨自產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的機構(gòu)極少。未來需把精力投入到幾種方法的綜合利用或新型陶瓷燒結(jié)技術(shù)研發(fā)上,減小生產(chǎn)成本,使得AlN陶瓷產(chǎn)品的種類豐富,外形尺寸結(jié)構(gòu)多樣化、滿足多種領(lǐng)域應(yīng)用的需求。杭州球形氧化鋁品牌