高性能氮化鋁陶瓷取決于氮化鋁粉體的質(zhì)量,到目前為止,制備氮化鋁粉體有氧化鋁粉碳熱還原法、鋁粉直接氮化法、化學(xué)氣相沉積法、自蔓延高溫合成法等多種方法,各種方法都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。綜合來(lái)看,氧化鋁粉碳熱還原法和鋁粉直接氮化法比較成熟,是目前制備高性能氮化鋁粉的主流技術(shù),已經(jīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。氮化鋁粉體制備的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是進(jìn)一步提升氮化鋁粉體的性能,使之能夠制造出更高熱導(dǎo)率的氮化鋁陶瓷產(chǎn)品;二是進(jìn)一步提升氮化鋁粉體批次生產(chǎn)穩(wěn)定性,增大批生產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。我國(guó)目前的高性能氮化鋁粉基本依賴進(jìn)口,不但價(jià)格高昂,而且隨時(shí)存在原材料斷供的風(fēng)險(xiǎn)。因此,實(shí)現(xiàn)高性能氮化鋁粉制造技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化,已成為當(dāng)務(wù)之急。氮化鋁還是電絕緣體,介電性能良好,用作電器元件也很有希望。嘉興電絕緣氮化鋁粉體價(jià)格
氮化鋁陶瓷有哪些特性和應(yīng)用呢:高導(dǎo)熱性和出色的電絕緣性使氮化鋁適用于各種極端環(huán)境。氮化鋁是一種高性能材料,特別適用于要求嚴(yán)苛的電氣應(yīng)用。我們將較廣的技術(shù)理解與與客戶合作的承諾相結(jié)合,確保我們的材料解決方案滿足嚴(yán)格的規(guī)格,同時(shí)提供的性能。氮化鋁可以通過(guò)干壓和燒結(jié)或使用適當(dāng)?shù)臒Y(jié)助劑通過(guò)熱壓生產(chǎn),這些過(guò)程的結(jié)果是一種在包括氫氣和二氧化碳?xì)夥赵趦?nèi)的一系列惰性環(huán)境中在高溫下穩(wěn)定的材料。氮化鋁主要用于電子領(lǐng)域,特別是當(dāng)散熱是一項(xiàng)重要功能時(shí)。氮化鋁的特性也使其特別適用于制造耐腐蝕產(chǎn)品。典型的氮化鋁特性包括:非常好的導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)與硅相似、良好的介電性能、良好的耐腐蝕性、在半導(dǎo)體加工環(huán)境中的穩(wěn)定性。典型的氮化鋁應(yīng)用包括:導(dǎo)熱片、電子基板、IC封裝、功率晶體管基極、微波器件封裝。深圳納米氧化鋁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。
氮化鋁選用高純度且為微粉的“氮化鋁粉末”,一般而言氧質(zhì)量含量在1.2%以下,碳質(zhì)量含量為0.04%以下,F(xiàn)e含量為30ppm以下,Si含量為60ppm以下。氮化鋁粉體的很大粒徑很好控制在20μm以下的氮化鋁粉末。此處,“氧”基本上屬于雜質(zhì),但有防止過(guò)分煅燒的作用,因此為了防止煅燒導(dǎo)致的煅燒體強(qiáng)度下降優(yōu)先選用氧質(zhì)量含量在0.7%以上的氮化鋁粉末。此外,在原料中常含有“煅燒助劑”,大多使用稀土金屬化合物、堿土金屬化合物、過(guò)渡金屬化合物等。例如可選用氧化釔或氧化鋁等,這些煅燒助劑與氮化鋁粉體形成復(fù)合的氧化物液相,該液相帶來(lái)煅燒體的高密度化,同時(shí),提取氮化鋁晶粒中屬于雜質(zhì)的氧,以結(jié)晶晶界的氧化物進(jìn)行偏析,從而使氮化鋁基板的導(dǎo)熱率提高。
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(jiǎn)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。在空氣中,溫度高于700℃時(shí),氮化鋁的物質(zhì)表面會(huì)發(fā)生氧化作用。
陶瓷線路板的耐熱循環(huán)性能是其可靠性關(guān)鍵參數(shù)之一。本文對(duì)陶瓷基板在反復(fù)周期性加熱過(guò)程中發(fā)生的變形情況進(jìn)行了研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),陶瓷覆銅板在周期性加熱過(guò)程中,存在類似金屬材料在周期載荷作用下出現(xiàn)的棘輪效應(yīng)和包辛格效應(yīng)。結(jié)合ANSYS有限元計(jì)算結(jié)果,可以推斷,陶瓷線路板的失效開(kāi)裂與金屬層的塑性變形或位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)。另外,活性金屬釬焊陶瓷基板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)于直接覆銅陶瓷基板。隨著功率器件工作電壓、電流的增加和芯片尺寸不斷減小,芯片功率密度急劇增加,對(duì)芯片的散熱封裝的可靠性提出了更高挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)柔性基板或金屬基板已滿足不了第三代半導(dǎo)體模塊高功率、高散熱的要求,陶瓷基板具有良好的導(dǎo)熱性、耐熱性、絕緣性、低熱膨脹系數(shù),是功率電子器件中關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。陶瓷基板由金屬線路層和陶瓷層組成,由于陶瓷和金屬之間存在較大的熱膨脹差異,使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)造成基板開(kāi)裂失效,因此,對(duì)陶瓷基板耐熱循環(huán)可靠性研究具有重要意義。通過(guò)將導(dǎo)熱能力優(yōu)異的AlN納米顆粒添加到環(huán)氧樹(shù)脂中,可有效提高材料的熱導(dǎo)率和強(qiáng)度。大連絕緣氮化鋁粉體廠家直銷
直接氮化法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。嘉興電絕緣氮化鋁粉體價(jià)格
AlN陶瓷基片一般采用無(wú)壓燒結(jié),該燒結(jié)方法是一種很普通的燒結(jié),雖然工藝簡(jiǎn)單、成本較低、可制備形狀復(fù)雜,但燒結(jié)溫度一般偏高,再不添加燒結(jié)助劑的情況下,一般無(wú)法制備高性能陶瓷基片。傳統(tǒng)燒結(jié)方式一般通過(guò)外部熱源對(duì)AlN坯體進(jìn)行加熱,熱傳導(dǎo)不均且速度較慢,將影響燒結(jié)質(zhì)量。微波燒結(jié)通過(guò)坯體吸收微波能量從而進(jìn)行自身加熱,加熱過(guò)程是在整個(gè)材料內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行,升溫速度快,溫度分散均勻,防止AlN陶瓷晶粒的過(guò)度生長(zhǎng)。這種快速燒結(jié)技術(shù)能充分發(fā)揮亞微米級(jí)和納米級(jí)粉末的性能,具有很強(qiáng)的發(fā)展前景。放電等離子燒結(jié)技術(shù)主要利用放電脈沖壓力、脈沖能和焦耳熱產(chǎn)生瞬間高溫場(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)技術(shù)的主要特點(diǎn)是升溫速度快,燒結(jié)時(shí)間短,燒結(jié)溫度低,可實(shí)現(xiàn)AlN陶瓷的快速低溫?zé)Y(jié)。通過(guò)該燒結(jié)方法,燒結(jié)體的各個(gè)顆粒可類似于微波燒結(jié)那樣均勻地自身發(fā)熱以活化顆粒表面,可在短時(shí)間內(nèi)得到致密化、高熱導(dǎo)燒結(jié)體。嘉興電絕緣氮化鋁粉體價(jià)格
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