湖州绝缘氮化铝

氮化铝陶瓷具有优良的绝缘性、导热性、耐高温性、耐腐蚀性以及与硅的热膨胀系数相匹配等优点，成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。成型工艺是陶瓷制备的关键技术，是提高产品性能和降低生产成本的重要环节之一。随着工业技术的高速发展，传统的成型方法已难以满足人们对陶瓷材料在性能和形状方面的要求。陶瓷的湿法成型近年来成为研究的重点，因为湿法成型具有工艺简单、生产效率高、成本低和可制备复杂形状制品等优点，易于工业化推广。湿法成型包括流延成型、注浆成型、注射成型和注凝成型等。氮化铝的应用：应用于衬底材料，AlN晶体是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想衬底。湖州绝缘氮化铝

氮化铝粉体的成型工艺有多种，传统的成型工艺诸如模压，热压，等静压等均适用。由于氮化铝粉体的亲水性强，为了减少氮化铝的氧化，成型过程中应尽量避免与水接触。另外，据中国粉体网编辑了解，热压、等静压虽然适用于制备高性能的块体氮化铝瓷材料，但成本高、生产效率低，无法满足电子工业对氮化铝陶瓷基片用量日益增加的需求。为了解决这一问题，近年来人们研究采用流延法成型氮化铝陶瓷基片。流延法目前已成为电子工业用氮化铝陶瓷的主要成型工艺。流延成型制备多层氮化铝陶瓷的主要工艺是：将氮化铝粉料、烧结助剂、粘结剂、溶剂混合均匀制成浆料，通过流延制成坯片，采用组合模冲成标准片，然后用程控冲床冲成通孔，用丝网印刷印制金属图形，将每一个具有功能图形的生坯片叠加，层压成多层陶瓷生坯片，在氮气中约700℃排除粘结剂，然后在1800℃氮气中进行共烧，电镀后即形成多层氮化铝陶瓷。湖州绝缘氮化铝氮化铝，共价键化合物，化学式为AIN，是原子晶体，属类金刚石氮化物、六方晶系。

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：加入适当的烧结助剂，引入添加剂主要有两方面的作用：促进氮化铝陶瓷致密化。氮化铝是共价化合物，具有熔点高、自扩散系数小的特点，一般难以烧结致密，使用添加剂可以在较低温度产生液相，润湿晶粒，从而达到致密化。净化晶格。氮化铝低氧有很强的亲和力，晶格中经常固溶了氧，产生铝空位，降低了声子的平均自由程，热导率也因此降低。合适的添加剂可以有效与晶格中氧反应生成第二相，净化晶格，提高热导率。大量的研究表明，稀土金属氧化物和氟化物、碱土金属氧化物和氟化物等均可以作为助烧剂提高氮化铝的热导率。但添加剂的量应适当，过多会增加杂质含量，从而影响热导率；过少又起不到烧结助剂的作用。复合助剂比单一的添加剂能更有效的提高热导率，同时还能降低烧结温度。

目前发现的适合作为烧结助剂的材料有Y2O3、CaO、Li2O、BaO、MgO、SrO2、La2O3、HfO2和CeO2等不与AlN发生反应的氧化物，以及一些稀土金属与碱土金属的氟化物和少量具有还原性的化合物（CaC2、YC2、TiO2、ZrO2、TiN等）。单独采用某种单一的烧结助剂，在常压下烧结通常需要高于1800℃的温度，利用复合助剂，设计合理的助剂及配比，可以进一步有效降低烧结温度，也是目前普遍采用的一种氮化铝低温烧结方法。氮化铝陶瓷基板电子封装领域的应用范围越来越广，目前也有一些国内企业在这个领域有所建树，然而相对于早已接近红海的海外市场，我国的氮化铝陶瓷基板的发展仍处于起步阶段，在高性能粉体及高导热基板的制备生产上仍有一定的差距。深入了解材料的作用机理，从根源上“对症下药”，才能让我国的陶瓷基板产业更上一个台阶。氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片的主要原料。

氮化铝陶瓷是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。AIN晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属六方晶系。化学组成 AI 65.81%，N 34.19%，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2450℃。为一种高温耐热材料。热膨胀系数（4.0-6.0）X10-6/℃。多晶AIN热导率达260W/(m.k)，比氧化铝高5-8倍，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热。此外，氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性，特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。性能指标：各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介电强度)优良；机械性能好，抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷，可以常压烧结；光传输特性好；无毒。结晶氮化铝：无色斜方品系结晶工业品为淡黄色或深黄色结晶。湖州绝缘氮化铝

由于铝和氮的原子序数小，氮化铝本身具有很高的热导率。湖州绝缘氮化铝

提高氮化铝陶瓷热导率的途径：选择合适的烧结工艺，致密度对氮化铝陶瓷的热导率有重要影响，致密度较低的氮化铝陶瓷很难有较高的热导率，因此必须选择合适的烧结工艺实现氮化铝陶瓷的致密化。常压烧结：常压烧结的烧结温度通常为1600℃至2000℃，当添加了Y2O3烧结助剂后，氮化铝粉会产生液相烧结，烧结温度一般在1700℃至1900℃，特别是1800℃很常用，保温时间为2h。烧结温度还要受到氮化铝粉粒度、添加剂含量及种类等的影响。热压温度相对能低一些，一般是在1500℃至1700℃，保温时间为0.5h，施加的压力为20MPa左右。在1500℃至1800℃范围内，提高氮化铝烧结温度通常会明显提高氮化铝烧结体的导热率和致密度，特别是在常压烧结时，这种影响更为明显。湖州绝缘氮化铝

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