影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素:影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的主要因素有晶格的氧含量、致密度、顯微結(jié)構(gòu)、粉體純度等。氧含量及雜質(zhì):對(duì)于氮化鋁陶瓷來(lái)說(shuō),由于它對(duì)氧的親和作用強(qiáng)烈,氧雜質(zhì)易于在燒結(jié)過(guò)程中擴(kuò)散進(jìn)入AlN晶格,與多種缺陷直接相關(guān),是影響氮化鋁熱導(dǎo)率的很主要根源。在聲子-缺陷的散射中,起主要作用的是雜質(zhì)氧和氧化鋁的存在,由于氮化鋁易于水解和氧化,表面形成一層氧化鋁膜,氧化鋁溶入氮化鋁晶格中產(chǎn)生鋁空位。使得氮化鋁晶格出現(xiàn)非諧性,影響聲子散射,從而使氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率急劇降低。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 。湖州陶瓷氮化鋁粉體
直接覆銅陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板的一種金屬化技術(shù),利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上,在銅與陶瓷之間存在很薄的過(guò)渡層。由于AlN陶瓷對(duì)銅幾乎沒(méi)有浸潤(rùn)性能,所以在敷接前必須要對(duì)其表面進(jìn)行氧化處理。由于DBC基板的界面靠很薄的一層共晶層粘接,實(shí)際生產(chǎn)中很難控制界面層的狀態(tài),導(dǎo)致界面出現(xiàn)空洞。界面孔洞率不易控制,在承受大電流時(shí),界面空洞周圍會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,導(dǎo)致陶瓷開裂失效,因此還有必要進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和工藝條件的優(yōu)化?;钚越饘兮F焊陶瓷基板是利用釬料中含有的少量活性元素,與陶瓷反應(yīng)形成界面反應(yīng)層,實(shí)現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法?;钚遭F焊時(shí),通過(guò)釬料的潤(rùn)濕性和界面反應(yīng)可使陶瓷和金屬形成致密的界面,但殘余熱應(yīng)力大是陶瓷金屬化中普遍存在的問(wèn)題。湖州陶瓷氮化鋁粉體大多數(shù)氮化鋁膜為多晶,但已在藍(lán)寶石基材上成功地外延生長(zhǎng)制成單晶氮化鋁膜。
陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片表面(單面或雙面)上的特殊工藝板。氮化鋁陶瓷基板是以氮化鋁陶瓷為主要原材料制造而成的基板。氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板,具有導(dǎo)熱效率高、力學(xué)性能好、耐腐蝕、電性能優(yōu)、可焊接等特點(diǎn),是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。近年來(lái),隨著我國(guó)電子信息行業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)陶瓷基板的性能要求不斷提升,氮化鋁陶瓷基板憑借其優(yōu)異的特征,其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。氮化鋁陶瓷基板應(yīng)用領(lǐng)域較廣,涉及到汽車電子、光電通信、航空航天、消費(fèi)電子、LED、軌道交通、新能源等多個(gè)領(lǐng)域,但受生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平、市場(chǎng)價(jià)格等因素的影響,目前我國(guó)氮化鋁陶瓷基板應(yīng)用范圍仍較窄,主要應(yīng)用在制造業(yè)領(lǐng)域。相比與氧化鋁陶瓷基板,氮化鋁陶瓷基板性能優(yōu)異,隨著市場(chǎng)對(duì)基板性能的要求不斷提升,未來(lái)我國(guó)氮化鋁陶瓷基板行業(yè)發(fā)展空間廣闊。
氮化鋁基板材料熱膨脹系數(shù)(4.6×10-6/K)與SiC芯片熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6/K)相近,導(dǎo)熱率系數(shù)大(170-230W/m?K),絕緣性能優(yōu)異,可以適應(yīng)SiC的應(yīng)用要求,是搭載SiC半導(dǎo)體的理想基板材料。以往,氮化鋁基板主要通過(guò)如下工藝制備:在氮化鋁粉末中混合煅燒助劑、粘合劑、增塑劑、分散介質(zhì)、脫模機(jī)等添加劑,通過(guò)擠出成型在空氣中或氮等非氧化性氣氛中加熱到350-700℃而將粘合劑去除后(脫脂),在1800-1900℃的氮等非氧化性氣氛中保持0.5-10小時(shí)的(煅燒)。該法制備氮化鋁基板的缺陷:通過(guò)上述工藝制備出來(lái)的氮化鋁基板材料,其擊穿電壓在室溫下顯示為30-40kV/mm左右的高絕緣性,但在400℃的高溫下則降低到10kV/mm左右。在高溫下具備優(yōu)異絕緣特性的氮化鋁基板的制備方法。通過(guò)該法可制備出耐高溫氮化鋁基板材料具有如下特點(diǎn):氮化鋁晶粒平均大小為2-5μm;熱導(dǎo)率為170W/m?K以上;不含枝狀晶界相;在400℃下的擊穿電壓為30kV/mm以上。電子封裝基片材料:常用的陶瓷基片材料有氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁等。
流延法制備氮化鋁陶瓷基板的性質(zhì)與氮化鋁粉料的質(zhì)量、流延參數(shù)、排膠制度和燒結(jié)制度等工藝關(guān)系密切。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯的學(xué)習(xí)了解,粗的氮化鋁粉料易于成型,但不宜形成高質(zhì)量的基片,細(xì)氮化鋁粉料只有在嚴(yán)格控制流延參數(shù)的情況下方能成型,但成型的流延帶質(zhì)量較好。排膠溫度和速度也需嚴(yán)格控制,溫度高和速度快將引起流延帶的嚴(yán)重開裂。燒成制度非常關(guān)鍵,它將決定基片的很終性能。在生產(chǎn)過(guò)程中,通常對(duì)流延后的產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格,因此必須要注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):刮刀的表面粗糙度、漿料槽液面高度、漿料的均勻性、流延厚度、制定并執(zhí)行很佳的干燥工藝等。在氮化鋁一系列重要的性質(zhì)中,很為明顯的是高的熱導(dǎo)率。紹興高導(dǎo)熱氮化鋁銷售公司
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。湖州陶瓷氮化鋁粉體
氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性,可靠的電絕緣性,低的介電常數(shù)和介電損耗,無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性,被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料。另外,氮化鋁陶瓷可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件,同時(shí)可作為耐高溫耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷、透明氮化鋁陶瓷制品,因而成為一種具有較廣應(yīng)用前景的無(wú)機(jī)材料。陶瓷的透明度,一般指能讓一定的電磁頻率范圍內(nèi)的電磁波通過(guò),如紅外頻譜區(qū)域中的電磁波若能穿透陶瓷片,則該陶瓷片為紅外透明陶瓷。純凈的AlN陶瓷為無(wú)色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。因此,氮化鋁陶瓷在方面具有很好的應(yīng)用。湖州陶瓷氮化鋁粉體