陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片表面(單面或雙面)上的特殊工藝板。氮化鋁陶瓷基板是以氮化鋁陶瓷為主要原材料制造而成的基板。氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板,具有導熱效率高、力學性能好、耐腐蝕、電性能優、可焊接等特點,是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。近年來,隨著我國電子信息行業的快速發展,市場對陶瓷基板的性能要求不斷提升,氮化鋁陶瓷基板憑借其優異的特征,其應用范圍不斷擴展。氮化鋁陶瓷基板應用領域較廣,涉及到汽車電子、光電通信、航空航天、消費電子、LED、軌道交通、新能源等多個領域,但受生產工藝、技術水平、市場價格等因素的影響,目前我國氮化鋁陶瓷基板應用范圍仍較窄,主要應用在制造業領域。相比與氧化鋁陶瓷基板,氮化鋁陶瓷基板性能優異,隨著市場對基板性能的要求不斷提升,未來我國氮化鋁陶瓷基板行業發展空間廣闊。氮化鋁具有高絕緣耐壓、熱膨脹系數、與硅匹配好等特性,不但用作結構陶瓷的燒結助劑或增強相。溫州超細氮化硼多少錢
熱導率K在聲子傳熱中的關系式為:K=1/3cvλ;上式c為陶瓷體本身的熱容,v為聲子的平均運動速度,λ為聲子的平均自由程。材料本身的熱容(c)接近常數,氮化鋁的熱容大是氮化鋁的熱導率高的原因之一,聲子速度(v)與晶體密度和彈性力學性質有關,也可視為常數,所以,聲子的傳播距離(平均自由程),是影響很終宏觀上氮化鋁陶瓷的熱導率表現的關鍵。所以我們通過氮化鋁內部聲子的熱傳導機理可知,要想熱導率高,就要使聲子的傳播更遠(自由程大),也即減少傳播的阻力,這種阻力一般來自于聲子擴散過程中的各種散射。燒結后的陶瓷內部通常會有各種晶體缺陷、雜質、氣孔以及引入的第二相,這些因素的作用使聲子發生散射,也就影響了很終的熱導率。通過不斷研究證實,在眾多影響AlN陶瓷熱導率因素中,AlN陶瓷的顯微結構、氧雜質含量尤為突出。寧波陶瓷氮化硼多少錢氮化鋁硬度高,超過傳統氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料。
提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑:選擇合適的燒結工藝,熱壓燒結:熱壓燒結是指在機械壓力和溫度同時作用下,對粉料進行燒結獲得致密塊體的過程。熱壓燒結可以使加熱燒結和加壓成型同時進行。在高溫下坯體持續受到壓力作用,粉末原料處于熱塑性狀態,有利于物質的擴散和流動,并且外加壓力抵消了形變阻力,促進了粉末顆粒之間的接觸。熱壓燒結可以降低氮化鋁陶瓷的燒結溫度,而且不用燒結助劑也能使氮化鋁燒結致密,且除氧能力強,但是缺點是設備昂貴,而且只能制備形狀簡單的樣品。
機械連接法的特點是采取合理的結構設計將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。機械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點,但它常常會產生應力集中,并且不適用于高溫環境。厚膜法是通過絲網印刷在AlN基板表面涂刷一層導體漿料,經燒結形成引線接點及電路。厚膜導體漿料一般由導電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結劑和有機載體(包括表面活性劑、有機溶劑和增稠劑等)經混合球磨而成。其中導電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學性能和機械性能,玻璃粘結劑的作用是粘結導電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結強度,有機載體作為溶劑將金屬粉末與粘結劑混合在一起。高溫自蔓延法和低溫碳熱還原合成工藝是很有發展前景的氮化鋁粉末合成方法。
氮化鋁陶瓷的運用:氮化鋁陶瓷基板:氮化鋁陶瓷基板熱導率高,膨脹系數低,強度高,耐高溫,耐化學腐蝕,電阻率高,介電損耗小,是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷零件:氮化鋁 (AlN) 具有高導熱性、高耐磨性和耐腐蝕性,是半導體和醫療行業很理想的材料。典型應用包括:加熱器、靜電卡盤、基座、夾環、蓋板和 MRI 設備。氮化鋁陶瓷使用須知:氮化鋁陶瓷在700°C的空氣中會發生表面氧化,即使在室溫下,也檢測到5-10nm的表面氧化層。這將有助于保護材料本體,但它也將降低材料表面的導熱率。在惰性氣氛中,該氧化層可在高達1350°C 的溫度下保護材料本體,當在高于此溫度時本體將會發生大量氧化。氮化鋁陶瓷在高達 980°C 的氫氣和二氧化碳氣氛中是穩定的。氮化鋁陶瓷會與無機酸和強堿、水等液體發生化學反應并緩慢溶解,所有它不能直接浸泡在這類物質中使用。但氮化鋁可以抵抗大多數熔鹽的侵蝕,包括氯化物和冰晶石。氧化鈹雖然有優良的性能,但其粉末有劇毒。廣州片狀氮化硼供應商
氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲,包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。溫州超細氮化硼多少錢
氮化鋁陶瓷的制備技術: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構中都含有和顆粒尺寸接近或稍小的空隙。第二階段,顆粒接觸點部位發生變形和破裂,當壓力超過顆粒料的表觀屈服應力時,顆粒發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的屈服應力大,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力開裂與分層。模壓成型的優點是成型坯體尺寸準確、操作簡單、模壓坯體中粘結劑含量較少、干燥和燒成收縮較小,特別適用于制備形狀簡單、長徑比小的制品。但是,這種傳統的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取決于所用模具的精度,而高精度模具的制備成本較高。溫州超細氮化硼多少錢
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