AlN陶瓷金屬化的方法主要有:薄膜金屬化(如Ti/Pd/Au)、厚膜金屬化(低溫金屬化、高溫金屬化)、化學(xué)鍍金屬化(如Ni)、直接覆銅法(DBC)及激光金屬化。薄膜金屬化法采用濺射鍍膜等真空鍍膜法使膜材料和基板結(jié)合在一起,通常在多層結(jié)構(gòu)基板中,基板內(nèi)部金屬和表層金屬不盡相同,陶瓷基板相接觸的薄膜金屬應(yīng)該具有反應(yīng)性好、與基板結(jié)合力強(qiáng)的特性,表面金屬層多選擇電導(dǎo)率高、不易氧化的金屬。由于是氣相沉積,原則上任何金屬都可以成膜,任何基板都可以金屬化,而且沉積的金屬層均勻,結(jié)合強(qiáng)度高。但薄膜金屬化需要后續(xù)圖形化工藝實(shí)現(xiàn)金屬引線的圖形制備,成本較高。提高氮化鋁粉末的純度,理想的氮化鋁粉料應(yīng)含適量的氧。蘇州單晶氮化硼品牌
氮化鋁陶瓷是一種高技術(shù)新型陶瓷。氮化鋁基板具有極高的熱導(dǎo)率,無毒、耐腐蝕、耐高溫,熱化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),是大規(guī)模集成電路,半導(dǎo)體模塊電路和大功率器件的理想封裝材料、散熱材料、電路元件及互連線承載體。也是提高高分子材料熱導(dǎo)率和力學(xué)性能的很佳添加料,氮化鋁陶瓷還可用作熔煉有色金屬和半導(dǎo)體材料砷化鎵的坩堝、熱電偶的保護(hù)管、高溫絕緣件、微波介電材料、耐高溫、耐腐蝕結(jié)構(gòu)陶瓷及透明氮化鋁微波陶瓷制品,用作高導(dǎo)熱陶瓷生產(chǎn)原料及樹脂填料等。氮化鋁是電絕緣體,介電性能良好。砷化鎵表面的氮化鋁涂層,能保護(hù)它在退火時(shí)免受離子的注入。氮化鋁可用作高導(dǎo)熱陶瓷生產(chǎn)原料、AlN陶瓷基片原料、樹脂填料等。舟山微米氮化鋁商家陶瓷注射成型技術(shù)在制備復(fù)雜小部件方面有著其不可比擬的獨(dú)特優(yōu)勢。
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱、電、力學(xué)性能,所以它的應(yīng)用范圍比較廣??梢灾瞥傻X陶瓷基片,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)低,強(qiáng)度高,耐高溫,耐化學(xué)腐蝕,電阻率高,介電耗損小,是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷硬度高,超過氧化鋁陶瓷,也可用于磨損嚴(yán)重的部位。利用氮化鋁陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發(fā)皿、磁流體發(fā)電裝置及高溫透平機(jī)耐蝕部件,利用其光學(xué)性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規(guī)模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被侵蝕。氮化鋁新生表面暴露在濕空氣中會(huì)反應(yīng)生成極薄的氧化膜。利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。氮化鋁陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業(yè)中較廣應(yīng)用。
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(shí)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(shí),界面空洞周圍會(huì)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(shí)現(xiàn)陶瓷金屬化的一種方法。活性釬焊時(shí),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。氮化鋁陶瓷基片是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。
氮化鋁化鋁陶瓷是以氮化鋁(AlN)為主晶相的陶瓷,氮化鋁晶體以四面體為結(jié)構(gòu)單元共價(jià)鍵化合物,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系?;瘜W(xué)組成Al(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°C,為一種高溫耐熱材料。熱膨脹系數(shù)(4.0-6.0)*10-6/℃。多晶氮化鋁熱導(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℃的高溫。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。氮化鋁陶瓷有很多優(yōu)良特性,但是其難加工屬性限制了氮化鋁陶瓷的發(fā)揮。氮化鋁陶瓷用普通CNC不能很好的加工,主要是因?yàn)榈X陶瓷材料較硬,普通CNC不適合加工硬度過高的材料,并且機(jī)床內(nèi)部的精密零件也容易受到陶瓷粉末的侵蝕,加工氮化鋁陶瓷可以用鑫騰輝陶瓷CNC,剛性強(qiáng),防護(hù)等級(jí)高,專門加工氮化鋁陶瓷等特種陶瓷材料。制約氮化鋁商品化的主要因素就是價(jià)格問題。湖州納米氮化硼生產(chǎn)商
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,可促進(jìn)氮化鋁陶瓷致密化。蘇州單晶氮化硼品牌
機(jī)械連接法的特點(diǎn)是采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將AlN基板與金屬連接在一起,主要有熱套連接和螺栓連接兩種。機(jī)械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點(diǎn),但它常常會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,并且不適用于高溫環(huán)境。厚膜法是通過絲網(wǎng)印刷在AlN基板表面涂刷一層導(dǎo)體漿料,經(jīng)燒結(jié)形成引線接點(diǎn)及電路。厚膜導(dǎo)體漿料一般由導(dǎo)電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結(jié)劑和有機(jī)載體(包括表面活性劑、有機(jī)溶劑和增稠劑等)經(jīng)混合球磨而成。其中導(dǎo)電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學(xué)性能和機(jī)械性能,玻璃粘結(jié)劑的作用是粘結(jié)導(dǎo)電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結(jié)強(qiáng)度,有機(jī)載體作為溶劑將金屬粉末與粘結(jié)劑混合在一起。蘇州單晶氮化硼品牌
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