杭州纳米氮化硼厂家

氮化铝具有高热导率、良好的电绝缘性、低介电常数、无毒等性能，应用前景十分广阔，特别是随着大功率和超大规模集成电路的发展，集成电路和基片间散热的重要性也越来越明显。因此，基片必须要具有高的导热率和电阻率。为满足这一要求，国内外研究学者开发出了一系列高性能的陶瓷基片材料，其中主要包括：Al2O3、BeO、AlN、BN、Si3N4、SiC，其中氮化铝是综合性能很优良的新型先进陶瓷材料，被认为是新一代高集成度半导体基片和电子器件的理想封装材料。烧结过程是氮化铝陶瓷制备的一个重要阶段，直接影响陶瓷的显微结构如晶粒尺寸与分布、气孔率和晶界体积分数等。因此烧结技术成为制备高质量氮化铝陶瓷的关键技术。氮化铝陶瓷常用的烧结技术有无压烧结、热压烧结、放电等离子烧结、微波烧结等。氮化铝还是由六方氮化硼转变为立方氮化硼的催化剂。杭州纳米氮化硼厂家

AlN陶瓷基片一般采用无压烧结，该烧结方法是一种很普通的烧结，虽然工艺简单、成本较低、可制备形状复杂，但烧结温度一般偏高，再不添加烧结助剂的情况下，一般无法制备高性能陶瓷基片。传统烧结方式一般通过外部热源对AlN坯体进行加热，热传导不均且速度较慢，将影响烧结质量。微波烧结通过坯体吸收微波能量从而进行自身加热，加热过程是在整个材料内部同时进行，升温速度快，温度分散均匀，防止AlN陶瓷晶粒的过度生长。这种快速烧结技术能充分发挥亚微米级和纳米级粉末的性能，具有很强的发展前景。放电等离子烧结技术主要利用放电脉冲压力、脉冲能和焦耳热产生瞬间高温场实现快速烧结。放电等离子烧结技术的主要特点是升温速度快，烧结时间短，烧结温度低，可实现AlN陶瓷的快速低温烧结。通过该烧结方法，烧结体的各个颗粒可类似于微波烧结那样均匀地自身发热以活化颗粒表面，可在短时间内得到致密化、高热导烧结体。杭州纳米氮化硼厂家矿物酸通过侵袭粒状物质的界限使氮化铝慢慢溶解，而强碱则通过侵袭粒状氮化铝使它溶解。

氮化铝基板具有极高的热导率，无毒、耐腐蚀、耐高温,热化学稳定性好等特点。氮化铝陶瓷基板是大规模集成电路，半导体模块电路和大功率器件的理想封装材料、散热材料、电路元件及互连线承载体。同时也是提高高分子材料热导率和力学性能的很佳添加料，目前在新能源汽车方面应用较广。随着智能汽车的电子化程度越来越高，集成电路所占的成本比例将越来越高，扩大氮化铝基板的应用场景及需求。传统的IGBT模块中，氧化铝精密陶瓷基板是很常用的精密陶瓷基板。但由于氧化铝精密陶瓷基片相对低的热导率、与硅的热膨胀系数匹配不好，并不适合作为高功率模块封装材料。氮化铝精密陶瓷基板在热特性方面具有非常高的热导率，散热快；在应力方面，热膨胀系数与硅接近，整个模块内部应力较低；又具有无氧铜的高导电性和优异的焊接性能，是IGBT模块封装的关键基础材料。提高了高压IGBT模块的可靠性。这些优异的性能都使得氮化铝覆铜板成为高压IGBT模块封装的。

采用小粒径氮化铝粉：氮化铝烧结过程的驱动力为表面能，颗粒细小的AlN粉体能够增强烧结活性，增加烧结推动力从而加速烧结过程。研究证实，当氮化铝原始粉料的起始粒径细小20倍后，陶瓷的烧结速率将增加147倍。烧结原料应选择粒径小且分布均匀的氮化铝粉，可防止二次再结晶，内部的大颗粒易发生晶粒异常生长而不利于致密化烧结；若颗粒分布不均匀，在烧结过程中容易发生个别晶体异常长大而影响烧结。此外，氮化铝陶瓷的烧结机理有时也受原始粉末粒度的影响。微米级的氮化铝粉体按体积扩散机理进行烧结，而纳米级的粉体则按晶界扩散或者表面扩散机理进行烧结。但目前而言，细小均匀的氮化铝粉体制备很困难，大多通过湿化学法结合碳热还原法制备，不但烧结工艺复杂，而且耗能多多规模的推广应用仍旧有一定的限制。国内在小粒径高性能氮化铝粉的供应上，仍十分稀缺。氮化铝不但机械性能好，抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷，硬度高，还耐高温耐腐蚀。

目前，AlN陶瓷烧结气氛有3种：中性气氛、还原型气氛和弱还原型气氛。中性气氛采用常用的N2、还原性气氛采用CO，弱还原性气氛则使用H2。在还原气氛中，AlN陶瓷的烧结时间及保温时间不宜过长，且其烧结温度不能过高，以免AlN被还原。而在中性气氛中不会出现上述情况，因此一般选择在氮气中烧结，以此获得性能更高的AlN陶瓷。在氮化铝陶瓷基板烧结过程中，除了工艺和气氛影响着产品的性能外，烧结助剂的选择也尤为重要。AlN烧结助剂一般是碱金属氧化物和碱土金属氧化物，烧结助剂主要有两方面的作用：一方面形成低熔点物相，实现液相烧结，降低烧结温度，促进坯体致密化；另一方面，高热导率是AlN基板的重要性能，而实现AlN基板中由于存在氧杂质等各种缺陷，热导率低于及理论值，加入烧结助剂可以与氧反应，使晶格完整化，进而提高热导率。选择多元复合烧结助剂，往往能获得比单一烧结助剂更好的烧结效果找到合适的低温烧结助剂，实现AlN低温烧结，就可以减少能耗、降低成本，便于进行连续生产。 利用氮化铝陶瓷能耐铁、铝等金属和合金的溶蚀性能，可用作Al、Cu等金属熔炼的坩埚和浇铸模具材料。杭州纳米氮化硼厂家

高温自蔓延法和低温碳热还原合成工艺是很有发展前景的氮化铝粉末合成方法。杭州纳米氮化硼厂家

AlN陶瓷金属化的方法主要有：薄膜金属化（如Ti/Pd/Au）、厚膜金属化（低温金属化、高温金属化）、化学镀金属化（如Ni）、直接覆铜法（DBC）及激光金属化。薄膜金属化法采用溅射镀膜等真空镀膜法使膜材料和基板结合在一起，通常在多层结构基板中，基板内部金属和表层金属不尽相同，陶瓷基板相接触的薄膜金属应该具有反应性好、与基板结合力强的特性，表面金属层多选择电导率高、不易氧化的金属。由于是气相沉积，原则上任何金属都可以成膜，任何基板都可以金属化，而且沉积的金属层均匀，结合强度高。但薄膜金属化需要后续图形化工艺实现金属引线的图形制备，成本较高。杭州纳米氮化硼厂家