嘉兴高导热氮化铝

机械连接法的特点是采取合理的结构设计将AlN基板与金属连接在一起，主要有热套连接和螺栓连接两种。机械连接方法具有工艺简单，可行性好等特点，但它常常会产生应力集中，并且不适用于高温环境。厚膜法是通过丝网印刷在AlN基板表面涂刷一层导体浆料，经烧结形成引线接点及电路。厚膜导体浆料一般由导电金属粉末（Au、Ag、Cu等，粒度为1-5μm）、玻璃粘结剂和有机载体（包括表面活性剂、有机溶剂和增稠剂等）经混合球磨而成。其中导电金属粉末决定了浆料成膜后的电学性能和机械性能，玻璃粘结剂的作用是粘结导电金属粉末与基体材料并决定了两者之的粘结强度，有机载体作为溶剂将金属粉末与粘结剂混合在一起。利用氮化铝陶瓷具有较高的室温和高温强度，膨胀系数小，导热性好的特性。嘉兴高导热氮化铝

AlN陶瓷基片一般采用无压烧结，该烧结方法是一种很普通的烧结，虽然工艺简单、成本较低、可制备形状复杂，但烧结温度一般偏高，再不添加烧结助剂的情况下，一般无法制备高性能陶瓷基片。传统烧结方式一般通过外部热源对AlN坯体进行加热，热传导不均且速度较慢，将影响烧结质量。微波烧结通过坯体吸收微波能量从而进行自身加热，加热过程是在整个材料内部同时进行，升温速度快，温度分散均匀，防止AlN陶瓷晶粒的过度生长。这种快速烧结技术能充分发挥亚微米级和纳米级粉末的性能，具有很强的发展前景。放电等离子烧结技术主要利用放电脉冲压力、脉冲能和焦耳热产生瞬间高温场实现快速烧结。放电等离子烧结技术的主要特点是升温速度快，烧结时间短，烧结温度低，可实现AlN陶瓷的快速低温烧结。通过该烧结方法，烧结体的各个颗粒可类似于微波烧结那样均匀地自身发热以活化颗粒表面，可在短时间内得到致密化、高热导烧结体。嘉兴高导热氮化铝良好的粘结剂可起到形状维持的作用，且有效减少坯体变形和脱脂缺陷的产生。

氮化铝基板材料热膨胀系数（4.6×10-6/K）与SiC芯片热膨胀系数（4.5×10-6/K）相近，导热率系数大（170-230W/m▪K），绝缘性能优异，可以适应SiC的应用要求，是搭载SiC半导体的理想基板材料。以往，氮化铝基板主要通过如下工艺制备：在氮化铝粉末中混合煅烧助剂、粘合剂、增塑剂、分散介质、脱模机等添加剂，通过挤出成型在空气中或氮等非氧化性气氛中加热到350-700℃而将粘合剂去除后（脱脂），在1800-1900℃的氮等非氧化性气氛中保持0.5-10小时的（煅烧）。该法制备氮化铝基板的缺陷：通过上述工艺制备出来的氮化铝基板材料，其击穿电压在室温下显示为30-40kV/mm左右的高绝缘性，但在400℃的高温下则降低到10kV/mm左右。在高温下具备优异绝缘特性的氮化铝基板的制备方法。通过该法可制备出耐高温氮化铝基板材料具有如下特点：氮化铝晶粒平均大小为2-5μm；热导率为170W/m▪K以上；不含枝状晶界相；在400℃下的击穿电压为30kV/mm以上。

在氮化铝一系列重要的性质中，很为明显的是高的热导率。关于氮化铝的导热机理，国内外已做了大量的研究，并已形成了较为完善的理论体系。主要机理为：通过点阵或晶格振动，即借助晶格波或热波进行热的传递。量子力学的研究结果告诉我们，晶格波可以作为一种粒子——声子的运动来处理。热波同样具有波粒二象性。载热声子通过结构基元(原子、离子或分子)间进行相互制约、相互协调的振动来实现热的传递。如果晶体为具有完全理想结构的非弹性体，则热可以自由的由晶体的热端不受任何干扰和散射向冷端传递，热导率可以达到很高的数值。其热导率主要由晶体缺陷和声子自身对声子散射控制。高温自蔓延法和低温碳热还原合成工艺是很有发展前景的氮化铝粉末合成方法。

氮化铝膜是指用气相沉积、液相沉积、表面转化或其它表面技术制备的氮化铝覆盖层。氮化铝(AIN)是AI-N二元系中稳定的相，它具有共价键、六方纤锌矿结构，在常压下不能熔化，而是在2500K分解它的直接能带间隙高达6.2eV，也可以通过掺杂成为宽带隙半导体材料。氮化铝(AIN)是AI-N二元系中稳定的相，它具有共价键、六方纤锌矿结构，在常压下不能熔化，而是在2500K分解它的直接能带间隙高达6.2eV，也可以通过掺杂成为宽带隙半导体材料。氮化铝的电阻率较高,热膨胀系数低，硬度高，化学稳定性好但与一般绝缘体不同，它的热导率也很高。氮化铝在整个可见光和红外频段都具有很高的光学透射率。AIN陶瓷的金属化性能较好，可替代有毒性的氧化铍瓷在电子工业中较广应用。嘉兴高导热氮化铝

利用AlN陶瓷耐热耐侵蚀性，可用于制作坩埚、Al蒸发皿等高温耐蚀部件。嘉兴高导热氮化铝

目前，氮化铝也存在一些问题。其一是粉体在潮湿的环境极易与水中羟基形成氢氧化铝，在AlN粉体表面形成氧化铝层，氧化铝晶格溶入大量的氧，降低其热导率，而且也改变其物化性能，给AlN粉体的应用带来困难。抑制AlN粉末的水解处理主要是借助化学键或物理吸附作用在AlN颗粒表面涂覆一种物质，使之与水隔离，从而避免其水解反应的发生。目前抑制水解处理的方法主要有：表面化学改性和表面物理包覆。其二是氮化铝的价格高居不下，每公斤上千元的价格也在一定程度上限制了它的应用。制备氮化铝粉末一般都需要较高的温度，从而导致生产制备过程中的能耗较高，同时存在安全风险，这也是一些高温制备方法无法实现工业化生产的主要弊端。再者是生产制备过程中的杂质掺入或者有害产物的生成问题，例如碳化还原反应过量碳粉的去除问题，以及化学气相沉积法的氯化氢副产物的去除问题，这都要求制备氮化铝的过程中需对反应产物进行提纯，这也导致了生产制备氮化铝的成本居高不下。嘉兴高导热氮化铝

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