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)于氮化鋁陶瓷來說,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。氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎=鹑A多孔氮化鋁銷售公司
氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓,熱壓,等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強(qiáng),為了減少氮化鋁的氧化,成型過程中應(yīng)盡量避免與水接觸。另外,據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料,但成本高、生產(chǎn)效率低,無法滿足電子工業(yè)對(duì)氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問題,近年來人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是:將氮化鋁粉料、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個(gè)具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮?dú)庵屑s700℃排除粘結(jié)劑,然后在1800℃氮?dú)庵羞M(jìn)行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。嘉興電絕緣氮化硼廠家直銷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。
由于AlN基板不具有電導(dǎo)性,因此在用作大功率LED散熱基板之前必須對(duì)其表面進(jìn)行金屬化和圖形化。但AlN與金屬是兩類物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的材料,兩者差異表現(xiàn)很為突出的就是形成化合物的成鍵方式不同。AlN是強(qiáng)共價(jià)鍵化合物,而金屬一般都表現(xiàn)為金屬鍵化合物,因此與其它化學(xué)鍵的化合物相比,在高溫下AlN與金屬的浸潤性較差,實(shí)現(xiàn)金屬化難度較高。因此,如何實(shí)現(xiàn)AlN基板表面金屬化和圖形化成為大功率LED散熱基板發(fā)展的一個(gè)至關(guān)重要問題。目前使用很較廣的AlN基板金屬化的方法主要有:機(jī)械連接法、厚膜法、活性金屬釬焊法、共燒法、薄膜法、直接覆銅法。
氮化鋁的應(yīng)用:壓電裝置應(yīng)用:氮化鋁具備高電阻率,高熱導(dǎo)率(為Al2O3的8-10倍),與硅相近的低膨脹系數(shù),是高溫和高功率的電子器件的理想材料。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,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。在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,氮化硅陶瓷抗彎強(qiáng)度很高,耐磨性好,是綜合機(jī)械性能很好的陶瓷材料,同時(shí)其熱膨脹系數(shù)很小。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。氮化鋁,共價(jià)鍵化合物,化學(xué)式為AIN,是原子晶體,屬類金剛石氮化物、六方晶系。
燒結(jié)是指陶瓷粉體經(jīng)壓力壓制后形成的素坯在高溫下的致密化過程,在燒結(jié)溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯(lián),晶粒長大,晶界和坯體內(nèi)空隙逐漸減少,坯體體積收縮,致密度增大,直至形成具有一定強(qiáng)度的多晶燒結(jié)體。氮化鋁作為共價(jià)鍵化合物,難以進(jìn)行固相燒結(jié)。通常采用液相燒結(jié)機(jī)制,即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結(jié)助劑,并通過溶解產(chǎn)生液相,促進(jìn)燒結(jié)。AlN燒結(jié)動(dòng)力:粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細(xì)力等。要制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷,在燒結(jié)工藝中必須解決兩個(gè)問題:是要提高材料的致密度,第二是在高溫?zé)Y(jié)時(shí),要盡量避免氧原子溶入的晶格中。陶瓷注射成型技術(shù)在制備復(fù)雜小部件方面有著其不可比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。嘉興電絕緣氮化硼廠家直銷
制約氮化鋁商品化的主要因素就是價(jià)格問題。金華多孔氮化鋁銷售公司
機(jī)械連接法的特點(diǎn)是采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將AlN基板與金屬連接在一起,主要有熱套連接和螺栓連接兩種。機(jī)械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點(diǎn),但它常常會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,并且不適用于高溫環(huán)境。厚膜法是通過絲網(wǎng)印刷在AlN基板表面涂刷一層導(dǎo)體漿料,經(jīng)燒結(jié)形成引線接點(diǎn)及電路。厚膜導(dǎo)體漿料一般由導(dǎo)電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結(jié)劑和有機(jī)載體(包括表面活性劑、有機(jī)溶劑和增稠劑等)經(jīng)混合球磨而成。其中導(dǎo)電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學(xué)性能和機(jī)械性能,玻璃粘結(jié)劑的作用是粘結(jié)導(dǎo)電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結(jié)強(qiáng)度,有機(jī)載體作為溶劑將金屬粉末與粘結(jié)劑混合在一起。金華多孔氮化鋁銷售公司
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