氮化鋁基板材料熱膨脹系數(shù)(4.6×10-6/K)與SiC芯片熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6/K)相近,導(dǎo)熱率系數(shù)大(170-230W/m?K),絕緣性能優(yōu)異,可以適應(yīng)SiC的應(yīng)用要求,是搭載SiC半導(dǎo)體的理想基板材料。以往,氮化鋁基板主要通過如下工藝制備:在氮化鋁粉末中混合煅燒助劑、粘合劑、增塑劑、分散介質(zhì)、脫模機(jī)等添加劑,通過擠出成型在空氣中或氮等非氧化性氣氛中加熱到350-700℃而將粘合劑去除后(脫脂),在1800-1900℃的氮等非氧化性氣氛中保持0.5-10小時的(煅燒)。該法制備氮化鋁基板的缺陷:通過上述工藝制備出來的氮化鋁基板材料,其擊穿電壓在室溫下顯示為30-40kV/mm左右的高絕緣性,但在400℃的高溫下則降低到10kV/mm左右。在高溫下具備優(yōu)異絕緣特性的氮化鋁基板的制備方法。通過該法可制備出耐高溫氮化鋁基板材料具有如下特點(diǎn):氮化鋁晶粒平均大小為2-5μm;熱導(dǎo)率為170W/m?K以上;不含枝狀晶界相;在400℃下的擊穿電壓為30kV/mm以上。氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲,包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。衢州耐溫氮化硼品牌
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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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。麗水片狀氮化硼哪家好氮化鋁一般難以燒結(jié)致密,使用添加劑可以在較低溫度產(chǎn)生液相,潤濕晶粒,從而達(dá)到致密化。
氮化鋁陶瓷是以氮化鋁(AIN)為主晶相的陶瓷。AIN晶體以〔AIN4〕四面體為結(jié)構(gòu)單元共價鍵化合物,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系?;瘜W(xué)組成 AI 65.81%,N 34.19%,比重3.261g/cm3,白色或灰白色,單晶無色透明,常壓下的升華分解溫度為2450℃。為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)(4.0-6.0)X10-6/℃。多晶AIN熱導(dǎo)率達(dá)260W/(m.k),比氧化鋁高5-8倍,所以耐熱沖擊好,能耐2200℃的極熱。此外,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。性能指標(biāo):各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強(qiáng)度)優(yōu)良;機(jī)械性能好,抗折強(qiáng)度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結(jié);光傳輸特性好;無毒。
提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:加入適當(dāng)?shù)臒Y(jié)助劑,引入添加劑主要有兩方面的作用:促進(jìn)氮化鋁陶瓷致密化。氮化鋁是共價化合物,具有熔點(diǎn)高、自擴(kuò)散系數(shù)小的特點(diǎn),一般難以燒結(jié)致密,使用添加劑可以在較低溫度產(chǎn)生液相,潤濕晶粒,從而達(dá)到致密化。凈化晶格。氮化鋁低氧有很強(qiáng)的親和力,晶格中經(jīng)常固溶了氧,產(chǎn)生鋁空位,降低了聲子的平均自由程,熱導(dǎo)率也因此降低。合適的添加劑可以有效與晶格中氧反應(yīng)生成第二相,凈化晶格,提高熱導(dǎo)率。大量的研究表明,稀土金屬氧化物和氟化物、堿土金屬氧化物和氟化物等均可以作為助燒劑提高氮化鋁的熱導(dǎo)率。但添加劑的量應(yīng)適當(dāng),過多會增加雜質(zhì)含量,從而影響熱導(dǎo)率;過少又起不到燒結(jié)助劑的作用。復(fù)合助劑比單一的添加劑能更有效的提高熱導(dǎo)率,同時還能降低燒結(jié)溫度。氮化鋁陶瓷具有高熱導(dǎo)率、好的抗熱沖擊性、高溫下依然擁有良好的力學(xué)性能。
氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),在常壓下不能熔化,而是在2500K分解它的直接能帶間隙高達(dá)6.2eV,也可以通過摻雜成為寬帶隙半導(dǎo)體材料。氮化鋁(AIN)是AI-N二元系中穩(wěn)定的相,它具有共價鍵、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),在常壓下不能熔化,而是在2500K分解它的直接能帶間隙高達(dá)6.2eV,也可以通過摻雜成為寬帶隙半導(dǎo)體材料。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數(shù)低,硬度高,化學(xué)穩(wěn)定性好但與一般絕緣體不同,它的熱導(dǎo)率也很高。氮化鋁在整個可見光和紅外頻段都具有很高的光學(xué)透射率。制備氮化鋁粉末一般都需要較高的溫度,從而導(dǎo)致生產(chǎn)制備過程中的能耗較高,同時存在安全風(fēng)險。成都球形氮化鋁粉體廠家直銷
氧化鋁陶瓷基板的熱導(dǎo)率低,熱膨脹系數(shù)和硅不太匹配。衢州耐溫氮化硼品牌
氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料,具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性,可靠的電絕緣性,低的介電常數(shù)和介電損耗,無毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性,被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料。另外,氮化鋁陶瓷可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、蒸發(fā)舟、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件,同時可作為耐高溫耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷、透明氮化鋁陶瓷制品,因而成為一種具有較廣應(yīng)用前景的無機(jī)材料。陶瓷的透明度,一般指能讓一定的電磁頻率范圍內(nèi)的電磁波通過,如紅外頻譜區(qū)域中的電磁波若能穿透陶瓷片,則該陶瓷片為紅外透明陶瓷。純凈的AlN陶瓷為無色透明晶體,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以用作制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。因此,氮化鋁陶瓷在方面具有很好的應(yīng)用。衢州耐溫氮化硼品牌