电路基板封装材料的一把好手：氮化铝陶瓷

一、氮化铝陶瓷

氮化铝（AlN）为六方晶型，纯AlN呈蓝白色，通常为灰色或灰白色。作为一种综合性能优良的新型陶瓷材料，氮化铝陶瓷具有优良的热传导性，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗，无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，被认为是新一代高集成度半导体基片和电子器件封装的理想材料。

二、氮化铝陶瓷的制备方法

同其它陶瓷材料的制备工艺基本相似，共3个制备过程：粉体的合成、成型、烧结。

1. AlN粉体的制备

氮化铝粉末作为制备最终陶瓷成品的原料，其纯度、粒度、氧含量以及其它杂质的含量都对后续成品的热导性能、后续烧结，成型工艺有重要影响，是最终成品性能优异与否的基石。氮化铝粉体的合成方法有以下几种：

①直接氮化法：在高温氮气氛围中，铝粉直接与氮气化合生产氮化铝粉末，反应温度一般在800℃~1200℃。

②碳热还原法：将氧化铝粉末和碳粉的混合粉末在高温下（1400℃~1800℃）的流动氮气中发生还原氮化反应生成AlN粉末。

③自蔓延高温合成法：该方法为铝粉的直接氮化，充分利用了铝粉直接氮化为强放热反应的特点，将铝粉于氮气中点然后，利用铝和氮气之间的高化学反应热使反应自行维持下去，合成AlN。

④化学气相沉积法：利用铝的挥发性化合物与氮气或氨气反应，从气相中沉淀析出氮化铝粉末；根据选择铝源的不同，分为无机物（卤化铝）和有机物（烷基铝）化学气相沉积法。

2.AlN的成型工艺

氮化铝粉末的成型工艺有很多种，传统的成型工艺诸如模压、热压、等静压等均适用。由于氮化铝粉末的亲水性强，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，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，近年来人们采用流延法成型氮化铝陶瓷基片。流延法也已成为电子工业用氮化铝陶瓷基本的主要成型工艺。