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來源： 發(fā)布時間：2022-05-12

熱導(dǎo)率K在聲子傳熱中的關(guān)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(shù)，氮化鋁的熱容大是氮化鋁的熱導(dǎo)率高的原因之一，聲子速度（v）與晶體密度和彈性力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，也可視為常數(shù)，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(dǎo)率表現(xiàn)的關(guān)鍵。所以我們通過氮化鋁內(nèi)部聲子的熱傳導(dǎo)機理可知，要想熱導(dǎo)率高，就要使聲子的傳播更遠(yuǎn)（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(kuò)散過程中的各種散射。燒結(jié)后的陶瓷內(nèi)部通常會有各種晶體缺陷、雜質(zhì)、氣孔以及引入的第二相，這些因素的作用使聲子發(fā)生散射，也就影響了很終的熱導(dǎo)率。通過不斷研究證實，在眾多影響AlN陶瓷熱導(dǎo)率因素中，AlN陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)、氧雜質(zhì)含量尤為突出。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陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。天津?qū)岬鹌放?/p>

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陶瓷對銅幾乎沒有浸潤性能，所以在敷接前必須要對其表面進(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，界面空洞周圍會產(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，實現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法?；钚遭F焊時，通過釬料的潤濕性和界面反應(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。嘉興導(dǎo)熱氮化鋁粉體廠家氧化鈹雖然有優(yōu)良的性能，但其粉末有劇毒。

AlN自擴(kuò)散系數(shù)小難以燒結(jié)，一般采用添加堿土金屬化合物及稀土鑭系化合物，通過液相燒結(jié)實現(xiàn)燒結(jié)致密化。燒結(jié)助劑能在燒結(jié)初期和中期明顯促進(jìn)AlN陶瓷燒結(jié)，并且在燒結(jié)的后期從陶瓷材料中部分揮發(fā)，從而制備純度及致密化程度都較高的AlN陶瓷材料及制品。在此過程中，助燒劑的種類、添加方式、添加量等均會對AlN陶瓷材料及制品的結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生明顯程度的影響。選擇AlN陶瓷燒結(jié)助劑應(yīng)遵循以下原則：能在較低的溫度下與AlN顆粒表面的氧化鋁發(fā)生共熔，產(chǎn)生液相，這樣才能降低燒結(jié)溫度；產(chǎn)生的液相對AlN顆粒有良好的浸潤性，才能有效起到燒結(jié)助劑作用；燒結(jié)助劑與氧化鋁有較強的結(jié)合能力，以除去雜質(zhì)氧，凈化AlN晶界；液相的流動性好，在燒結(jié)后期AlN晶粒生長過程中向三角晶界流動，而不至于形成AlN晶粒間的熱阻層；燒結(jié)助劑很好不與AlN發(fā)生反應(yīng)，否則既容易產(chǎn)生晶格缺陷，又難于形成多面體形態(tài)的AlN完整晶形。

氮化鋁材料有陶瓷型和薄膜型兩種。氮化鋁熱導(dǎo)率高、絕緣性能好電阻率高達(dá)4x lUfs7,"cm.,熱膨脹系數(shù)小(2.55一3.8U; x i0一“K一‘，化學(xué)性能穩(wěn)定，在innU℃時才與空氣發(fā)生氧化。在真空中可穩(wěn)定到ISUU}}。致密型氮化鋁是抗水的，幾乎不與濃無機酸發(fā)生反應(yīng)。密度為3.26gIcm3,熔點24UU C'彈性模量為3U( -- 31 f7C}Pa,抗彎強度為2sa一350MPa ,莫氏硬度為g.A1N陶瓷用粉末冶金法制得』氮化鋁薄膜用反應(yīng)濺射法制得。AlU陶瓷片川于大功率半導(dǎo)體集成電路和大功率的厚模電路,AIN薄膜用于薄膜器件的介質(zhì)和耐磨、耐熱、散熱好的鍍層。由于鋁和氮的原子序數(shù)小，氮化鋁本身具有很高的熱導(dǎo)率。

流延法制備氮化鋁陶瓷基板的性質(zhì)與氮化鋁粉料的質(zhì)量、流延參數(shù)、排膠制度和燒結(jié)制度等工藝關(guān)系密切。據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯的學(xué)習(xí)了解，粗的氮化鋁粉料易于成型，但不宜形成高質(zhì)量的基片，細(xì)氮化鋁粉料只有在嚴(yán)格控制流延參數(shù)的情況下方能成型，但成型的流延帶質(zhì)量較好。排膠溫度和速度也需嚴(yán)格控制，溫度高和速度快將引起流延帶的嚴(yán)重開裂。燒成制度非常關(guān)鍵，它將決定基片的很終性能。在生產(chǎn)過程中，通常對流延后的產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，因此必須要注意以下幾個關(guān)鍵點：刮刀的表面粗糙度、漿料槽液面高度、漿料的均勻性、流延厚度、制定并執(zhí)行很佳的干燥工藝等。氮化鋁具有不受鋁液和其它熔融金屬及砷化鎵侵蝕的特性，特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。上海球形氮化鋁粉體廠家直銷

陶瓷電子基板和封裝材料領(lǐng)域，其性能遠(yuǎn)超氧化鋁。天津?qū)岬鹌放?/p>

氮化鋁陶瓷的制備技術(shù)：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(jié)構(gòu)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(fā)生變形和破裂，當(dāng)壓力超過顆粒料的表觀屈服應(yīng)力時，顆粒發(fā)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(yīng)的屈服應(yīng)力大，達(dá)到相同致密度所需要更高的壓力。第三階段，坯體進(jìn)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(fā)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(yīng)力開裂與分層。模壓成型的優(yōu)點是成型坯體尺寸準(zhǔn)確、操作簡單、模壓坯體中粘結(jié)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(tǒng)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。天津?qū)岬鹌放?/p>

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