氮化鋁粉體的成型工藝有多種,傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓,熱壓,等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強(qiáng),為了減少氮化鋁的氧化,成型過程中應(yīng)盡量避免與水接觸。另外,據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯了解,熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料,但成本高、生產(chǎn)效率低,無法滿足電子工業(yè)對(duì)氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問題,近年來人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是:將氮化鋁粉料、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個(gè)具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮?dú)庵屑s700℃排除粘結(jié)劑,然后在1800℃氮?dú)庵羞M(jìn)行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。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。絕緣氧化鋁
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱、電、力學(xué)性能,所以它的應(yīng)用范圍比較廣。可以制成氮化鋁陶瓷基片,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,介電耗損小,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷硬度高,超過氧化鋁陶瓷,也可用于磨損嚴(yán)重的部位。利用氮化鋁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(duì)酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。氮化鋁新生表面暴露在濕空氣中會(huì)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。氮化鋁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。上海球形氧化鋁生產(chǎn)商良好的粘結(jié)劑可起到形狀維持的作用,且有效減少坯體變形和脫脂缺陷的產(chǎn)生。
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(diǎn),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(duì)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(diǎn),因?yàn)闈穹ǔ尚途哂泄に嚭?jiǎn)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(diǎn),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。
直接覆銅陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板的一種金屬化技術(shù),利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上,在銅與陶瓷之間存在很薄的過渡層。由于AlN陶瓷對(duì)銅幾乎沒有浸潤(rùn)性能,所以在敷接前必須要對(duì)其表面進(jìn)行氧化處理。由于DBC基板的界面靠很薄的一層共晶層粘接,實(shí)際生產(chǎn)中很難控制界面層的狀態(tài),導(dǎo)致界面出現(xiàn)空洞。界面孔洞率不易控制,在承受大電流時(shí),界面空洞周圍會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,導(dǎo)致陶瓷開裂失效,因此還有必要進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和工藝條件的優(yōu)化?;钚越饘兮F焊陶瓷基板是利用釬料中含有的少量活性元素,與陶瓷反應(yīng)形成界面反應(yīng)層,實(shí)現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法?;钚遭F焊時(shí),通過釬料的潤(rùn)濕性和界面反應(yīng)可使陶瓷和金屬形成致密的界面,但殘余熱應(yīng)力大是陶瓷金屬化中普遍存在的問題。氮化鋁還是由六方氮化硼轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降鸬拇呋瘎?/p>
納米氮化鋁粉體主要用途:導(dǎo)熱塑料中的應(yīng)用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導(dǎo)熱率。通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品以5-10%的比例添加到塑料中,可以使塑料的導(dǎo)熱率從原來的0.3提高到5。導(dǎo)熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場(chǎng)上的導(dǎo)熱填料(氧化鋁或哦氧化鎂等)具有添加量低,對(duì)制品的機(jī)械性能有提高作用,導(dǎo)熱效果提高更明顯等特點(diǎn)。目前相關(guān)應(yīng)用廠家已經(jīng)大規(guī)模采購納米氮化鋁粉體,新型的納米導(dǎo)熱塑料將投放市場(chǎng)。高導(dǎo)熱硅橡膠的應(yīng)用:與硅匹配性能好,在橡膠中容易分散,在不影響橡膠的機(jī)械性能的前提下(實(shí)驗(yàn)證明對(duì)橡膠的機(jī)械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導(dǎo)熱率,在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快,添加量很小(根據(jù)導(dǎo)熱要求一般在5%左右就可以使導(dǎo)熱率提高50%-70%),現(xiàn)較廣應(yīng)用與,航空以及信息工程中。氮化鋁由于造價(jià)高,只能用于磨損嚴(yán)重的部位。深圳納米氮化鋁哪家好
在實(shí)際產(chǎn)品中,氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)不能完全均均勻分布,并且存在許多雜質(zhì)和缺陷。絕緣氧化鋁
氮化鋁陶瓷微觀結(jié)構(gòu)對(duì)熱導(dǎo)率的影響:在實(shí)際應(yīng)用中,常在AlN中加入各種燒結(jié)助劑來降低AlN陶瓷的燒結(jié)溫度,與此同時(shí)在氮化鋁晶格中也引入了第二相,致使熱傳導(dǎo)過程中聲子發(fā)生散射導(dǎo)致熱導(dǎo)率下降。添加燒結(jié)助劑引入的第二相會(huì)出現(xiàn)幾種情況:從分布形式來看,可分為孤島狀和連續(xù)分布在晶界處;從分布位置來看,可分為分布在晶界三角處和晶界其他處。連續(xù)分布的晶??蔀槁曌犹峁┝烁苯拥耐ǖ溃苯咏佑|AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的熱導(dǎo)率,所以第二相是連續(xù)分布的更好;分布于晶界三角處的AlN陶瓷在熱傳導(dǎo)過程中產(chǎn)生的干擾散射較少,而且能夠使AlN晶粒間保持接觸,故而第二相分布在晶界三角處更好。此外,晶界相若分布不均勻,會(huì)導(dǎo)致大量的氣孔存在,阻礙聲子的散射,導(dǎo)致AlN的熱導(dǎo)率下降,晶界含量、晶界大小以及氣孔率對(duì)熱導(dǎo)率的表現(xiàn)也有一定的影響。因此,在AlN陶瓷的燒結(jié)過程中,可以通過改善燒結(jié)工藝的途徑,如提高燒結(jié)溫度、延長(zhǎng)保溫時(shí)間、熱處理等,改善晶體內(nèi)部缺陷,盡可能使第二相連續(xù)分布以及位于三叉晶界處,從而提高氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率。絕緣氧化鋁