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(qiáng)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。氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。嘉興高導(dǎo)熱氧化鋁品牌

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。嘉興高導(dǎo)熱氧化鋁品牌氮化鋁的熱導(dǎo)率主要由晶體缺陷和聲子自身對聲子散射控制。

氮化鋁陶瓷的應(yīng)用：氮化鋁粉末純度高，粒徑小，活性大，是制造高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片，熱導(dǎo)率高，膨脹系數(shù)低，強(qiáng)度高，耐高溫，耐化學(xué)腐蝕，電阻率高，介電損耗小，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴(yán)重的部位.利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性，可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機(jī)耐蝕部件，利用其光學(xué)性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。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。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反應(yīng)生成極薄的氧化膜。 利用此特性，可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。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。

為什么要用氮化鋁陶瓷基板？因?yàn)長ED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(jì)或者散熱器件的加大，但是效果并不理想。能夠使其達(dá)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(dá)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(diǎn)。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(jī)遇都令人期待。制約氮化鋁商品化的主要因素就是價格問題。

氮化鋁基板具有極高的熱導(dǎo)率，無毒、耐腐蝕、耐高溫,熱化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。氮化鋁陶瓷基板是大規(guī)模集成電路，半導(dǎo)體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。同時也是提高高分子材料熱導(dǎo)率和力學(xué)性能的很佳添加料，目前在新能源汽車方面應(yīng)用較廣。隨著智能汽車的電子化程度越來越高，集成電路所占的成本比例將越來越高，擴(kuò)大氮化鋁基板的應(yīng)用場景及需求。傳統(tǒng)的IGBT模塊中，氧化鋁精密陶瓷基板是很常用的精密陶瓷基板。但由于氧化鋁精密陶瓷基片相對低的熱導(dǎo)率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好，并不適合作為高功率模塊封裝材料。氮化鋁精密陶瓷基板在熱特性方面具有非常高的熱導(dǎo)率，散熱快；在應(yīng)力方面，熱膨脹系數(shù)與硅接近，整個模塊內(nèi)部應(yīng)力較低；又具有無氧銅的高導(dǎo)電性和優(yōu)異的焊接性能，是IGBT模塊封裝的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)異的性能都使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的。氮化鋁粉體的制備工藝還有自蔓延合成法、原位自反應(yīng)合成法、等離子化學(xué)合成法及化學(xué)氣相沉淀法等。杭州電絕緣氮化鋁品牌

利用AIN陶瓷耐熱耐熔體光學(xué)性能可作紅外線窗口。嘉興高導(dǎo)熱氧化鋁品牌

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(jìn)行加熱，氮化鋁晶粒將會有致密化的趨勢，碳的擴(kuò)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(jìn)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)致氮化鋁基板的絕緣性下降。一般而言，氮化鋁晶粒的平均粒徑在2μm到5μm之間可以有較好的熱導(dǎo)率及機(jī)械強(qiáng)度。晶粒過小，致密度下降，則導(dǎo)熱率下降；晶粒過大，則氮化鋁晶粒間隙增大，從而存在絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度下降的情況。此處，非氧化性氣氛是指不含氧等氧化性氣體的惰性氣氛，還原氣氛等。嘉興高導(dǎo)熱氧化鋁品牌

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