氮化鋁是共價鍵化合物,屬于六方晶系,纖鋅礦型的晶體結構,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,而被水解。和干燥氧氣在800℃以上進行反應。氮化鋁陶瓷基板具有導熱效率高、力學性能好、耐腐蝕、電性能優(yōu)、可焊接等特點。深圳導熱氮化硼銷售公司
氮化鋁(AlN)陶瓷作為一種新型的電子器件封裝基板材料,具有熱導率高、強度高、熱膨脹系數(shù)低、介電損耗小、耐高溫及化學腐蝕,絕緣性好,而且無毒環(huán)保等優(yōu)良性能,是被國內(nèi)外一致看好很具有發(fā)展前景的陶瓷材料之一。作為一種非常適合用于高功率、高引線和大尺寸芯片封裝基板材料,氮化鋁陶瓷基板的熱導率一直是行業(yè)內(nèi)關注研究的難題,目前商用氮化鋁基板的熱導率距離其理論熱導率還有很大的差距,因此,在降低氮化鋁陶瓷燒結溫度的同時研制出更高熱導率的氮化鋁陶瓷基板,對于電子器件的快速發(fā)展有著重大意義。要想制備出熱導率更高的氮化鋁基板,就要從其導熱原理出發(fā),探究究竟哪些因素影響了熱導率。寧波球形氮化鋁粉體銷售公司氮化鋁是一種綜合性能優(yōu)良的陶瓷材料,由于氮化鋁是共價化合物,自擴散系數(shù)小,熔點高。
氮化鋁陶瓷的制備技術:模壓成型是應用很較廣的成型工藝。其工藝原理是將經(jīng)過噴霧造粒后流動性好的造粒料填充到金屬模腔內(nèi),通過壓頭施加壓力,壓頭在模腔內(nèi)產(chǎn)生移動,模腔內(nèi)粉體在壓頭作用力下產(chǎn)生顆粒重排,顆粒間空隙內(nèi)氣體排出,形成具有一定強度和形狀的陶瓷素坯。通常壓制的初始階段致密化速率很高,初始階段的壓力通過顆粒間的接觸,使包覆有粘結劑的顆粒滑動和重排,當進一步施壓時,顆粒變形增加相互間的接觸面,減少顆粒間的氣孔,氣體在加壓過程中通過顆粒間遷移,很終通過模具間隙排出。
氮化鋁的特性:熱導率高(約320W/m·K),接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上;熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配;各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)良;機械性能好,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結;純度高;光傳輸特性好;無毒;可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。由于氮化鋁壓電效應的特性,氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度,膨脹系數(shù)小,導熱性好的特性,可以用作高溫結構件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。在實際產(chǎn)品中,氮化鋁的晶體結構不能完全均均勻分布,并且存在許多雜質(zhì)和缺陷。
AlN自擴散系數(shù)小難以燒結,一般采用添加堿土金屬化合物及稀土鑭系化合物,通過液相燒結實現(xiàn)燒結致密化。燒結助劑能在燒結初期和中期明顯促進AlN陶瓷燒結,并且在燒結的后期從陶瓷材料中部分揮發(fā),從而制備純度及致密化程度都較高的AlN陶瓷材料及制品。在此過程中,助燒劑的種類、添加方式、添加量等均會對AlN陶瓷材料及制品的結構與性能產(chǎn)生明顯程度的影響。選擇AlN陶瓷燒結助劑應遵循以下原則:能在較低的溫度下與AlN顆粒表面的氧化鋁發(fā)生共熔,產(chǎn)生液相,這樣才能降低燒結溫度;產(chǎn)生的液相對AlN顆粒有良好的浸潤性,才能有效起到燒結助劑作用;燒結助劑與氧化鋁有較強的結合能力,以除去雜質(zhì)氧,凈化AlN晶界;液相的流動性好,在燒結后期AlN晶粒生長過程中向三角晶界流動,而不至于形成AlN晶粒間的熱阻層;燒結助劑很好不與AlN發(fā)生反應,否則既容易產(chǎn)生晶格缺陷,又難于形成多面體形態(tài)的AlN完整晶形。高溫自蔓延法和低溫碳熱還原合成工藝是很有發(fā)展前景的氮化鋁粉末合成方法。麗水絕緣氮化硼價格
氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,化學穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同。深圳導熱氮化硼銷售公司
目前發(fā)現(xiàn)的適合作為燒結助劑的材料有Y2O3、CaO、Li2O、BaO、MgO、SrO2、La2O3、HfO2和CeO2等不與AlN發(fā)生反應的氧化物,以及一些稀土金屬與堿土金屬的氟化物和少量具有還原性的化合物(CaC2、YC2、TiO2、ZrO2、TiN等)。單獨采用某種單一的燒結助劑,在常壓下燒結通常需要高于1800℃的溫度,利用復合助劑,設計合理的助劑及配比,可以進一步有效降低燒結溫度,也是目前普遍采用的一種氮化鋁低溫燒結方法。氮化鋁陶瓷基板電子封裝領域的應用范圍越來越廣,目前也有一些國內(nèi)企業(yè)在這個領域有所建樹,然而相對于早已接近紅海的海外市場,我國的氮化鋁陶瓷基板的發(fā)展仍處于起步階段,在高性能粉體及高導熱基板的制備生產(chǎn)上仍有一定的差距。深入了解材料的作用機理,從根源上“對癥下藥”,才能讓我國的陶瓷基板產(chǎn)業(yè)更上一個臺階。深圳導熱氮化硼銷售公司