氮化鋁陶瓷因具有高熱導(dǎo)率、低膨脹系數(shù)、度、耐腐蝕、電性能優(yōu)、光傳輸性好等優(yōu)異特性,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。隨著我國電子信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,電子設(shè)備儀器的小型輕量化,以及混合集成度大幅提高,對散熱基板的導(dǎo)熱性能要求越來越高,氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率較氧化鋁陶瓷高5倍以上,膨脹系數(shù)低,與硅芯片的匹配性更好,因此在大功率器件等領(lǐng)域,已逐漸取代氧化鋁基板,成為市場主流。但氮化鋁陶瓷基板行業(yè)進入技術(shù)壁壘高,全球市場中,具有量產(chǎn)能力的企業(yè)主要集中在日本,日本企業(yè)在國際氮化鋁陶瓷基板市場中處于壟斷地位,此外,中國臺灣地區(qū)也有部分產(chǎn)能。而隨著國內(nèi)市場對氮化鋁陶瓷基板的需求快速上升,在市場的拉動下,進...
為什么要用氮化鋁陶瓷基板?因為LED大燈的工作溫度非常高。而亮度跟功率是掛鉤的,功率越大,溫度越高,再度提高亮度只有通過精細(xì)的冷卻設(shè)計或者散熱器件的加大,但是效果并不理想。能夠使其達到理想效果的只有氮化鋁陶瓷基板。首先氮化鋁陶瓷基板的導(dǎo)熱率很高,氮化鋁基片可達170-260W/mK,是鋁基板的一百倍。其次,氮化鋁陶瓷基板還有非常優(yōu)良的絕緣性,與燈珠更匹配的熱膨脹技術(shù)等一系列優(yōu)點。應(yīng)用于電動汽車和混合動力汽車中的電力電子器件市場規(guī)模很大。而電力器件模塊氮化鋁陶瓷基板的技術(shù)和商業(yè)機遇都令人期待。氮化鋁的應(yīng)用:應(yīng)用于襯底材料,AlN晶體是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想襯底。金華絕緣氮化鋁...
為什么要用氮化鋁陶瓷基板?因為LED大燈的工作溫度非常高。而亮度跟功率是掛鉤的,功率越大,溫度越高,再度提高亮度只有通過精細(xì)的冷卻設(shè)計或者散熱器件的加大,但是效果并不理想。能夠使其達到理想效果的只有氮化鋁陶瓷基板。首先氮化鋁陶瓷基板的導(dǎo)熱率很高,氮化鋁基片可達170-260W/mK,是鋁基板的一百倍。其次,氮化鋁陶瓷基板還有非常優(yōu)良的絕緣性,與燈珠更匹配的熱膨脹技術(shù)等一系列優(yōu)點。應(yīng)用于電動汽車和混合動力汽車中的電力電子器件市場規(guī)模很大。而電力器件模塊氮化鋁陶瓷基板的技術(shù)和商業(yè)機遇都令人期待。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。舟山單晶氮化鋁粉體價格AlN自擴散系數(shù)小...
隨著電子和光電行業(yè)蓬勃發(fā)展,電子產(chǎn)品的功能越發(fā),同時體積也越來越小,使集成電路(IC)和電子系統(tǒng)在半導(dǎo)體工業(yè)上也朝向高集成密度以及高功能化的方向發(fā)展。目前,封裝基板材料主要采用氧化鋁陶瓷或高分子材料,但隨著對電子零件的承載基板的要求越來越嚴(yán)格,它們的熱導(dǎo)率并不能滿足行業(yè)的需求,而AlN因具有良好的物理和化學(xué)性能逐步成了封裝材料的首要選擇。氮化鋁陶瓷室溫比較強度高,且不易受溫度變化影響,同時熱導(dǎo)率高(比氧化鋁高5-8倍)且熱膨脹系數(shù)低,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的極熱,是一種優(yōu)良的耐熱沖材料及熱交換材料,作為熱交換材料,可望應(yīng)用于燃?xì)廨啓C的熱交換器上。氮化鋁具有六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu),具有密度低...
薄膜法是通過真空鍍膜技術(shù)在AlN基板表面實現(xiàn)金屬化。通常采用的真空鍍膜技術(shù)有離子鍍、真空蒸鍍、濺射鍍膜等。但金屬和陶瓷是兩種物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的材料,直接在陶瓷基板表面進行金屬化得到的金屬化層的附著力不高,并且陶瓷基板與金屬的熱膨脹系數(shù)不匹配,在工作時會受到較大的熱應(yīng)力。為了提高金屬化層的附著力和減小陶瓷與金屬的熱應(yīng)力,陶瓷基板一般采用多層金屬結(jié)構(gòu)。直接覆銅法(DBC)是一種基于陶瓷基板發(fā)展起來的陶瓷表面金屬化方法,基本原理是:在弱氧化環(huán)境中,與陶瓷表面連接的金屬銅表面會被氧化形成一層Cu[O]共晶液相,該液相對互相接觸的金屬銅和陶瓷基板表面都具有良好潤濕效果,并在界面處形成CuAlO2等化...
AlN陶瓷基片的燒結(jié)工藝:燒結(jié)助劑及其添加方式,燒結(jié)助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點物相,實現(xiàn)液相燒結(jié),降低燒結(jié)溫度,促進坯體致密化;另一方面,高熱導(dǎo)率是AlN基板的重要性能,而實際AlN基板中由于存在氧雜質(zhì)等各種缺陷,熱導(dǎo)率低于其理論值,加入燒結(jié)助劑可以與氧反應(yīng),使晶格完整化,進而提高熱導(dǎo)率。常用的燒結(jié)助劑主要是以堿土金屬和稀土元素的化合物為主,單元燒結(jié)助劑燒結(jié)能力往往很有限,通常要配合1800℃以上燒結(jié)溫度、較長燒結(jié)時間及較多含量的燒結(jié)助劑等條件。燒結(jié)過程中如果只采用一種燒結(jié)助劑,所需要的燒結(jié)溫度難以降低,生產(chǎn)成本較高。二元或多元燒結(jié)助劑各成分間相互促進,往往會得到更加明顯的燒結(jié)效...
目前,AlN陶瓷燒結(jié)氣氛有3種:中性氣氛、還原型氣氛和弱還原型氣氛。中性氣氛采用常用的N2、還原性氣氛采用CO,弱還原性氣氛則使用H2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結(jié)時間及保溫時間不宜過長,且其燒結(jié)溫度不能過高,以免AlN被還原。而在中性氣氛中不會出現(xiàn)上述情況,因此一般選擇在氮氣中燒結(jié),以此獲得性能更高的AlN陶瓷。在氮化鋁陶瓷基板燒結(jié)過程中,除了工藝和氣氛影響著產(chǎn)品的性能外,燒結(jié)助劑的選擇也尤為重要。AlN燒結(jié)助劑一般是堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物,燒結(jié)助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點物相,實現(xiàn)液相燒結(jié),降低燒結(jié)溫度,促進坯體致密化;另一方面,高熱導(dǎo)率是AlN基板的重要性能,而實現(xiàn)A...
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)為是新一代高集程度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料,受到了國內(nèi)外研究者的較廣重視。理論上,氮化鋁的熱導(dǎo)率接近于氧化鈹?shù)臒釋?dǎo)率,但由于氧化鈹有劇毒,在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸被停止使用。與其它幾種陶瓷材料相比較,氮化鋁陶瓷綜合性能優(yōu)良,非常適用于半導(dǎo)體基片和結(jié)構(gòu)封裝材料,在電子工業(yè)中的應(yīng)用潛力非常巨大。另外,氮化鋁還耐高溫,耐腐蝕,不為多種熔融金屬和融鹽所浸潤,因此,可用作高級耐火材料和坩堝材料,也可用作防腐蝕涂層,如腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器的里襯等...
喂料體系的流變性能對注射成形起著至關(guān)重要的作用,優(yōu)良的喂料體系應(yīng)該具備低粘度、度和良好的溫度穩(wěn)定性。在成型工藝工程中,既要使喂料具有良好的流動性,能完好地填充模具,同時也應(yīng)有合適的粘度,避免兩相分離,溫度過高則容易引起粘結(jié)劑的分解,分解出的氣體易造成坯體內(nèi)部氣孔;溫度過低則粘度過高,喂料流動性差,造成充模不完全。注射壓力也對生坯質(zhì)量有較大影響,壓力過低則不能完全排空模具型腔內(nèi)的氣體,造成注射不飽滿,壓力過高則造成生坯應(yīng)力較大,不易脫模以及脫模后應(yīng)力的釋放造成坯體的變形及開裂。注射速度也對坯體質(zhì)量有較大影響,較低則喂料填充模具過慢,填充過程中冷卻后流動性降低,不能完整填充模具,注射速度過高則容易...
納米氮化鋁粉體主要用途:制造高性能陶瓷器件:制造集成電路基板,電子器件,光學(xué)器件,散熱器,高溫紺塢。制備金屬基及高分子基復(fù)合材料:特別是在高溫密封膠粘劑和電子封裝材料中有極好的應(yīng)用前景。納米無機陶瓷車用潤滑油及抗磨劑﹔納米陶瓷機油中的納米氮化鋁陶瓷粒子隨潤滑油作用于發(fā)動機內(nèi)部的摩擦副金屬表面,在高溫和極壓的作用下被,并牢固滲嵌到金屬表面凹痕和微孔中,修復(fù)受損表面,形成納米陶瓷保護膜。因為這層膜的隔離作用,從而極大的降低摩擦力,將運動機件間的摩擦降至近乎零,通過改善潤滑,可降低摩擦系數(shù)70%以上,提高抗磨能力300%以上,降低磨損80%以上,可延長機械零件壽命3倍以上,減少停工,降低維修成本,延...
氮化鋁陶瓷的流延成型:料漿均勻流到或涂到支撐板上,或用刀片均勻的刷到支撐面上,形成漿膜,經(jīng)干燥形成一定厚度的均勻的素坯膜的一種料漿成型方法。流延成型工藝包括漿料制備、流延成型、干燥及基帶脫離等過程。溶劑和分散劑,高固相含量的流延漿料是流延成型制備高性能氮化鋁陶瓷的關(guān)鍵因素之一。溶劑和分散劑是高固相含量的流延漿料的關(guān)鍵。溶劑必須滿足以下條件:必須與其他添加成分相溶,如分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑等;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與粉料發(fā)生化學(xué)反應(yīng);對粉料顆粒的潤濕性能好;易于揮發(fā)與燒除;使用安全、衛(wèi)生且對環(huán)境污染小。坯體強度高、坯體整體均勻性好、可做近凈尺寸成型、適于制備復(fù)雜形狀陶瓷部件和工業(yè)化推廣、無排膠困難、成...
氮化鋁陶瓷的流延成型:粘結(jié)劑和增塑劑,在流延漿料中加入粘結(jié)劑與增塑劑主要是為了提高薄片的強度和改善薄片的韌性及延展性。流延薄片在室溫下自然干燥時,溶劑不斷揮發(fā),粘結(jié)劑則能自身固化成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)防止薄片中的顆粒沉降,并且賦予薄片一定的強度。增塑劑的引入保證了薄片的柔韌性,同時降低了粘結(jié)劑在室溫和較低溫度時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。流延成型的工藝特點:優(yōu)點:設(shè)備不太復(fù)雜,工藝穩(wěn)定,可連續(xù)生產(chǎn),效率高,自動化程度高,坯膜性能均一且易于控制, 適于制造各種超薄形陶瓷器件,氧化鋁陶瓷基片等。缺點:坯體密度小,收縮性高。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。廣州納米氮化鋁生產(chǎn)...
流延成型的體系,有機流延體系和水基流延體系。有機流延體系所用到的添加劑的成分均有毒,對綠色生產(chǎn)提出了很大的挑戰(zhàn)。近年來,研究者一直致力于尋找添加劑毒性小的流延成型方法。郭堅等以無水乙醇和異丙醇為混合溶劑,利用流延成型制備AlN生坯,燒結(jié)后得到AlN陶瓷的熱導(dǎo)率為178 W/(m·K)。水基流延體系因為其綠色環(huán)保等特點,成為流延成型發(fā)展趨勢。但其在成型后需要對陶瓷生坯進行干燥,目前干燥技術(shù)還有待進一步完善。相對而言,流延成型的生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量高,但此種方法存在的局限性是只能成型簡單外形的陶瓷生坯,無法滿足復(fù)雜外形的陶瓷生坯成型要求。近年來,隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,大規(guī)模集成電路和大功率微波...
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):壓制成形的三個階段:一階段,主要是顆粒的滑動和重排,無論是一般的粉體或者造粒后的粉體,其填充于模具中的很初結(jié)構(gòu)中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段,顆粒接觸點部位發(fā)生變形和破裂,當(dāng)壓力超過顆粒料的表觀屈服應(yīng)力時,顆粒發(fā)生變形使得顆粒間空隙減小,隨著顆粒的變形,坯體體積很大空隙尺寸減少,塑性低的致密粒料對應(yīng)的屈服應(yīng)力大,達到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段,坯體進一步密實與彈性壓縮,這一階段起始于高壓力階段,但密度提高幅度較小,此階段發(fā)生一定程度的彈性壓縮,這種彈性壓縮過大,則在脫模后會造成應(yīng)力開裂與分層。模壓成型的優(yōu)點是成型坯體尺寸準(zhǔn)確、操作簡單、模壓坯體中粘...
氮化鋁粉體的制備工藝:碳熱還原法:碳熱還原法就是將混合均勻的Al2O3和C在N2氣氛中加熱,首先Al2O3被還原,所得產(chǎn)物Al再與N2反應(yīng)生成AlN,其化學(xué)反應(yīng)式為:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)→2AlN(s)+3CO(g);其優(yōu)點是原料豐富,工藝簡單;粉體純度高,粒徑小且分布均勻。其缺點是合成時間長,氮化溫度較高,反應(yīng)后還需對過量的碳進行除碳處理,導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。高能球磨法:高能球磨法是指在氮氣或氨氣氣氛下,利用球磨機的轉(zhuǎn)動或振動,使硬質(zhì)球?qū)ρ趸X或鋁粉等原料進行強烈的撞擊、研磨和攪拌,從而直接氮化生成氮化鋁粉體的方法。其優(yōu)點是:高能球磨法具有設(shè)備簡單、工藝流程短、生產(chǎn)效率高等...
影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素:致密度:根據(jù)氮化鋁的熱傳導(dǎo)性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會影響聲子的散射,降低其平均自由程,進而降低氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。同時,低致密度的樣品其機械性能也可能達不到相關(guān)應(yīng)用要求。因此,高致密度是氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率的前提。顯微結(jié)構(gòu):氮化鋁陶瓷的顯微組織結(jié)構(gòu)與其熱力學(xué)性能有著一一對應(yīng),顯微結(jié)構(gòu)包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。實際的氮化鋁陶瓷為多相組成的多晶體,它主要由氮化鋁晶相、鋁酸鹽第二相(晶界相)以及氣孔等缺陷組成。除了對氮化鋁的晶格缺陷進行研究外,許多人還對氮化鋁的晶粒、晶界形貌、晶界相的組成、性質(zhì)、含量、分布、以及它們與熱導(dǎo)率的關(guān)系進行了較...
影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素:致密度:根據(jù)氮化鋁的熱傳導(dǎo)性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會影響聲子的散射,降低其平均自由程,進而降低氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。同時,低致密度的樣品其機械性能也可能達不到相關(guān)應(yīng)用要求。因此,高致密度是氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率的前提。顯微結(jié)構(gòu):氮化鋁陶瓷的顯微組織結(jié)構(gòu)與其熱力學(xué)性能有著一一對應(yīng),顯微結(jié)構(gòu)包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。實際的氮化鋁陶瓷為多相組成的多晶體,它主要由氮化鋁晶相、鋁酸鹽第二相(晶界相)以及氣孔等缺陷組成。除了對氮化鋁的晶格缺陷進行研究外,許多人還對氮化鋁的晶粒、晶界形貌、晶界相的組成、性質(zhì)、含量、分布、以及它們與熱導(dǎo)率的關(guān)系進行了較...
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)為是新一代高集程度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料,受到了國內(nèi)外研究者的較廣重視。理論上,氮化鋁的熱導(dǎo)率接近于氧化鈹?shù)臒釋?dǎo)率,但由于氧化鈹有劇毒,在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸被停止使用。與其它幾種陶瓷材料相比較,氮化鋁陶瓷綜合性能優(yōu)良,非常適用于半導(dǎo)體基片和結(jié)構(gòu)封裝材料,在電子工業(yè)中的應(yīng)用潛力非常巨大。另外,氮化鋁還耐高溫,耐腐蝕,不為多種熔融金屬和融鹽所浸潤,因此,可用作高級耐火材料和坩堝材料,也可用作防腐蝕涂層,如腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器的里襯等...
氮化鋁的熱傳導(dǎo)機理:熱導(dǎo)率,也即導(dǎo)熱系數(shù),作為衡量物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度,是導(dǎo)熱材料很重要的性質(zhì)之一。AIN屬于共價化合物,其分子內(nèi)部沒有可自由移動的電子,因此熱量的傳遞是以晶格振動這種形式來實現(xiàn)的,這種方式叫“聲子傳熱”。晶體內(nèi)部溫度高的部分能量大,溫度低的部分能量小,能量通過聲子之間互相作用,從高能量向低能量發(fā)生傳遞,能量的遷移導(dǎo)致熱量的傳導(dǎo)??梢钥吹?,把晶格內(nèi)部的原子看成小球,這些小球之間彼此由彈簧(共價鍵)連接起來,從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子,使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種晶格振動產(chǎn)生的能量量子,即“聲子”,聲子相互作用使振動傳遞,從而使能量遷移,傳導(dǎo)熱量。氮化鋁還具有良...
AlN陶瓷金屬化的方法主要有:薄膜金屬化(如Ti/Pd/Au)、厚膜金屬化(低溫金屬化、高溫金屬化)、化學(xué)鍍金屬化(如Ni)、直接覆銅法(DBC)及激光金屬化。薄膜金屬化法采用濺射鍍膜等真空鍍膜法使膜材料和基板結(jié)合在一起,通常在多層結(jié)構(gòu)基板中,基板內(nèi)部金屬和表層金屬不盡相同,陶瓷基板相接觸的薄膜金屬應(yīng)該具有反應(yīng)性好、與基板結(jié)合力強的特性,表面金屬層多選擇電導(dǎo)率高、不易氧化的金屬。由于是氣相沉積,原則上任何金屬都可以成膜,任何基板都可以金屬化,而且沉積的金屬層均勻,結(jié)合強度高。但薄膜金屬化需要后續(xù)圖形化工藝實現(xiàn)金屬引線的圖形制備,成本較高。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵...
氮化鋁是共價鍵化合物,屬于六方晶系,纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu),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(dǎo)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(dǎo)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(yīng),而被水解。和干燥氧氣在800℃以上...
脫脂體中的殘留碳被除去,以得到具有理想煅燒體組織和熱導(dǎo)率的氮化鋁煅燒體。如果爐內(nèi)壓力超過150Pa,則不能充分地除去碳,如果溫度超過1500℃進行加熱,氮化鋁晶粒將會有致密化的趨勢,碳的擴散路徑將會被閉合,因此不能充分的除去碳。此處,如果在爐內(nèi)壓力0.4MPa以上的加壓氣氛下進行煅燒,則液相化的煅燒助劑不易揮發(fā),能有效的預(yù)制氮化鋁晶粒的空隙產(chǎn)生,能有效的提高氮化鋁基板的絕緣特性;如果煅燒溫度不足1700℃,則由于氮化鋁的晶粒的粒子生長不充分而無法得到致密的的煅燒體組織,導(dǎo)致基板的導(dǎo)熱率下降,;另一方面,如果煅燒溫度超過1900℃,則氮化鋁晶粒過度長大,導(dǎo)致氧化鋁晶粒間的空隙增大,從而導(dǎo)致氮化鋁...
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):凝膠注模成型技術(shù)原理是首先將粉體、溶劑、分散劑混合球磨,制備具有高固相、粘度的粉體-溶劑濃懸浮液,加入合適的有機單體,添加引發(fā)劑或固化劑或者通過外界條件如溫度等的變化使陶瓷漿料中的單體交聯(lián)固化,很終在坯體中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將陶瓷顆粒固定,使?jié){料原位固化成型。與其他成型工藝技術(shù)相比,凝膠注模成型優(yōu)點如下:適用范圍較廣;成型坯體缺陷和變形小,是一種近凈尺寸成型工藝;坯體強度較高,成型坯體可進行機加工;坯體中有機物含量很低,排膠后成品變形??;陶瓷生坯和燒結(jié)體密度高、均勻性好;成本低、工藝可控。目前,凝膠注模成型的主要問題有:水機注凝成型需要對氮化鋁粉體做抗水解處理,非水基成型則...
影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的因素:致密度:根據(jù)氮化鋁的熱傳導(dǎo)性能,低致密度的樣品存在的大量氣孔,會影響聲子的散射,降低其平均自由程,進而降低氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。同時,低致密度的樣品其機械性能也可能達不到相關(guān)應(yīng)用要求。因此,高致密度是氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率的前提。顯微結(jié)構(gòu):氮化鋁陶瓷的顯微組織結(jié)構(gòu)與其熱力學(xué)性能有著一一對應(yīng),顯微結(jié)構(gòu)包括晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布等。實際的氮化鋁陶瓷為多相組成的多晶體,它主要由氮化鋁晶相、鋁酸鹽第二相(晶界相)以及氣孔等缺陷組成。除了對氮化鋁的晶格缺陷進行研究外,許多人還對氮化鋁的晶粒、晶界形貌、晶界相的組成、性質(zhì)、含量、分布、以及它們與熱導(dǎo)率的關(guān)系進行了較...
氮化鋁粉體的制備工藝:碳熱還原法:碳熱還原法就是將混合均勻的Al2O3和C在N2氣氛中加熱,首先Al2O3被還原,所得產(chǎn)物Al再與N2反應(yīng)生成AlN,其化學(xué)反應(yīng)式為:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)→2AlN(s)+3CO(g);其優(yōu)點是原料豐富,工藝簡單;粉體純度高,粒徑小且分布均勻。其缺點是合成時間長,氮化溫度較高,反應(yīng)后還需對過量的碳進行除碳處理,導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。高能球磨法:高能球磨法是指在氮氣或氨氣氣氛下,利用球磨機的轉(zhuǎn)動或振動,使硬質(zhì)球?qū)ρ趸X或鋁粉等原料進行強烈的撞擊、研磨和攪拌,從而直接氮化生成氮化鋁粉體的方法。其優(yōu)點是:高能球磨法具有設(shè)備簡單、工藝流程短、生產(chǎn)效率高等...
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(dǎo)率高、強度高、熱膨脹系數(shù)低、介電損耗小、耐高溫及化學(xué)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(dǎo)率一直是行業(yè)內(nèi)關(guān)注研究的難題,目前商用氮化鋁基板的熱導(dǎo)率距離其理論熱導(dǎo)率還有很大的差距,因此,在降低氮化鋁陶瓷燒結(jié)溫度的同時研制出更高熱導(dǎo)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(dǎo)率更高的氮化鋁基板,就要從其導(dǎo)熱原理出發(fā),探究究竟哪些因素影響了熱導(dǎo)率。良好的粘結(jié)劑可起到形狀維持的作用,且...
氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑的選擇:在燒結(jié)過程中通過添加一些低熔點的燒結(jié)助劑,可以在氮化鋁燒結(jié)過程中產(chǎn)生液相,促進氮化鋁胚體的致密燒結(jié)。此外,一些燒結(jié)助劑除了能夠產(chǎn)生液相促進燒結(jié),還能夠與氮化鋁晶格中的氧雜質(zhì)反應(yīng),起到去除氧雜質(zhì)凈化晶格的作用,從而提高AlN陶瓷的熱導(dǎo)性能。然而,燒結(jié)助劑不能盲目的添加,添加的量也要適宜,否則可能會產(chǎn)生不利的作用,燒結(jié)助劑會引入第二相,第二相的分布控制對熱導(dǎo)率影響較大。經(jīng)研究,在選擇氮化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑時應(yīng)參照以下幾點:添加劑熔點較低,能夠在較低的燒結(jié)溫度下形成液相,通過液相促進燒結(jié);添加劑能夠與Al2O3反應(yīng),去除氧雜質(zhì),凈化AlN晶格,進而提高熱導(dǎo)率;添加劑不與...
活性金屬釬焊法是在普通釬料中加入一些化學(xué)性質(zhì)較為活潑的過渡元素如:Ti、Zr、Al、Nb、V等。一定溫度下,這些活潑元素會與陶瓷基板在界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成反應(yīng)過渡層,如圖7所示。反應(yīng)過渡層的主要產(chǎn)物是一些金屬間化合物,并具有與金屬相同的結(jié)構(gòu),因此可以被熔化的金屬潤濕。共燒法是通過絲網(wǎng)印刷工藝在AlN陶瓷生片表面涂刷一層難熔金屬(Mo、W等)的厚膜漿料,一起脫脂燒成,使導(dǎo)電金屬與AlN陶瓷燒成為一體結(jié)構(gòu)。共燒法根據(jù)燒結(jié)溫度的高低可分為低溫共燒(LTCC)和高溫共燒(HTCC)兩種方式,低溫共燒基板的燒結(jié)溫度一般為800-900℃,而高溫共燒基板的燒結(jié)溫度為1600-1900℃。燒結(jié)后,為了便...
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,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,因為濕法成型具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、成本低和可制備復(fù)雜形狀制品等優(yōu)點,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。氮化鋁薄膜用于薄膜器件的介質(zhì)和耐磨、耐熱、散熱好的鍍層。杭州陶瓷氧化鋁廠家直銷氮化鋁陶瓷的運用:氮化...
AlN屬于共價化合物,自擴散系數(shù)小,燒結(jié)致密化非常困難,通常需要使用稀土金屬氧化物和堿土金屬氧化物作為燒結(jié)助劑來促進燒結(jié),但仍需要1800℃以上的燒結(jié)溫度。近幾年,出于減少能耗、降低成本以及實現(xiàn)AlN與金屬漿料的共同燒結(jié)等因素考慮,人們開始注意AlN低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的研究。所謂低溫?zé)Y(jié)是個相對概念,指的是將AlN的燒結(jié)溫度降低到1600℃至1700℃之間實現(xiàn)致密度高的燒結(jié)。一般認(rèn)為,AlN表層的氧是在高溫下才開始向其晶格內(nèi)部擴散。因此,低溫?zé)Y(jié)另外一個潛在的有利影響是可以延緩高溫?zé)Y(jié)時表層氧向AlN晶格內(nèi)部擴散,增進后續(xù)熱處理過程中的排氧效果,有利于制備出高熱導(dǎo)率的陶瓷材料。低溫?zé)Y(jié)的關(guān)鍵技術(shù)是選...