提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:選擇合適的燒結(jié)工藝,致密度對氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率有重要影響,致密度較低的氮化鋁陶瓷很難有較高的熱導(dǎo)率,因此必須選擇合適的燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)氮化鋁陶瓷的致密化。常壓燒結(jié):常壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度通常為1600℃至2000℃,當(dāng)添加了Y2O3燒結(jié)助劑后,氮化鋁粉會產(chǎn)生液相燒結(jié),燒結(jié)溫度一般在1700℃至1900℃,特別是1800℃很常用,保溫時間為2h。燒結(jié)溫度還要受到氮化鋁粉粒度、添加劑含量及種類等的影響。熱壓溫度相對能低一些,一般是在1500℃至1700℃,保溫時間為0.5h,施加的壓力為20MPa左右。在1500℃至1800℃范圍內(nèi),提高氮化鋁燒結(jié)溫度通常會明顯提高氮化鋁燒結(jié)體的導(dǎo)熱率和致密度,特別是在常壓燒結(jié)時,這種影響更為明顯。氮化鋁陶瓷片川于大功率半導(dǎo)體集成電路和大功率的厚模電路。麗水片狀氮化鋁生產(chǎn)商
氮化鋁基板具有極高的熱導(dǎo)率,無毒、耐腐蝕、耐高溫,熱化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。氮化鋁陶瓷基板是大規(guī)模集成電路,半導(dǎo)體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。同時也是提高高分子材料熱導(dǎo)率和力學(xué)性能的很佳添加料,目前在新能源汽車方面應(yīng)用較廣。隨著智能汽車的電子化程度越來越高,集成電路所占的成本比例將越來越高,擴(kuò)大氮化鋁基板的應(yīng)用場景及需求。傳統(tǒng)的IGBT模塊中,氧化鋁精密陶瓷基板是很常用的精密陶瓷基板。但由于氧化鋁精密陶瓷基片相對低的熱導(dǎo)率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好,并不適合作為高功率模塊封裝材料。氮化鋁精密陶瓷基板在熱特性方面具有非常高的熱導(dǎo)率,散熱快;在應(yīng)力方面,熱膨脹系數(shù)與硅接近,整個模塊內(nèi)部應(yīng)力較低;又具有無氧銅的高導(dǎo)電性和優(yōu)異的焊接性能,是IGBT模塊封裝的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)異的性能都使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的。導(dǎo)熱氧化鋁銷售廠家復(fù)合材料,環(huán)氧樹脂/AlN復(fù)合材料作為封裝材料,需要良好的導(dǎo)熱散熱能力,且這種要求愈發(fā)嚴(yán)苛。
粉末注射成型是將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型近終形成型技術(shù)。據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,該技術(shù)的很大特點(diǎn)是可以直接制備出復(fù)雜形狀的零件,而且由于是流態(tài)充模,基本上沒有模壁摩擦,成型坯的密度均勻,尺寸精度高。因此,國際上普遍認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展將會導(dǎo)致零部件成型與加工技術(shù)的一場**,被譽(yù)為“21世紀(jì)的零部件成型技術(shù)”。粘結(jié)劑是注射成型技術(shù)的重點(diǎn),首先,粘結(jié)劑是粉末的載體,它在很大程度上決定喂料注射成型的流變性能和注射性能;其次,一種良好的粘結(jié)劑還必須具有維形作用,即保證樣品從注射完成到脫脂結(jié)束都能維持形狀而不發(fā)生變化。為了同時滿足上述要求,粘結(jié)劑一般由多種有機(jī)物組元組成。
AlN陶瓷金屬化的方法主要有:厚膜金屬化法是在陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷形成封接用金屬層、導(dǎo)體(電路布線)及電阻等,通過燒結(jié)形成釬焊金屬層、電路及引線接點(diǎn)等。厚膜金屬化的步驟一般包括:圖案設(shè)計,原圖、漿料的制備,絲網(wǎng)印刷,干燥與燒結(jié)。厚膜法的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性能好,工藝簡單,適用于自動化和多品種小批量生產(chǎn),但結(jié)合強(qiáng)度不高,且受溫度影響大,高溫時結(jié)合強(qiáng)度很低。直接覆銅法利用高溫熔融擴(kuò)散工藝將陶瓷基板與高純無氧銅覆接到一起,所形成的金屬層具有導(dǎo)熱性好、附著強(qiáng)度高、機(jī)械性能優(yōu)良、便于刻蝕、絕緣性及熱循環(huán)能力高的優(yōu)點(diǎn),但是后續(xù)也需要圖形化工藝,同時對AlN進(jìn)行表面熱處理時形成的氧化物層會降低AlN基板的熱導(dǎo)率。氮化鋁的商品化程度并不高,這也是影響氮化鋁陶瓷進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。
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?、生產(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。氮化鋁抗熔融金屬侵蝕的能力強(qiáng),是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。湖州導(dǎo)熱氧化鋁
氮化鋁與氮化硅是目前很適合用作電子封裝基片的材料,但他們也有個共同的問題就是價格過高。麗水片狀氮化鋁生產(chǎn)商
氮化鋁粉體的制備工藝:原位自反應(yīng)合成法:原位自反應(yīng)合成法的原理與直接氮化法的原理基本類同,以鋁及其它金屬形成的合金為原料,合金中其它金屬先在高溫下熔出,與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成金屬氮化物,繼而金屬Al取代氮化物的金屬,生產(chǎn)AlN。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、原料豐富、反應(yīng)溫度低,合成粉體的氧雜質(zhì)含量低。其缺點(diǎn)是金屬雜質(zhì)難以分離,導(dǎo)致其絕緣性能較低。等離子化學(xué)合成法:等離子化學(xué)合成法是使用直流電弧等離子發(fā)生器或高頻等離子發(fā)生器,將Al粉輸送到等離子火焰區(qū)內(nèi),在火焰高溫區(qū)內(nèi),粉末立即融化揮發(fā),與氮離子迅速化合而成為AlN粉體。其優(yōu)點(diǎn)是團(tuán)聚少、粒徑小。其缺點(diǎn)是該方法為非定態(tài)反應(yīng),只能小批量處理,難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且其氧含量高、所需設(shè)備復(fù)雜和反應(yīng)不完全。麗水片狀氮化鋁生產(chǎn)商