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电路基板封装材料的一把好手:氮化铝陶瓷

发布日期:2020-12-29 点击次数:1316

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:

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℃

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。

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

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。

 

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