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來源： 發(fā)布時間：2022-05-04

在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中，Si3N4陶瓷抗彎強度很高，耐磨性好，是綜合機械性能很好的陶瓷材料，同時其熱膨脹系數(shù)很小，因而被很多人認為是一種很有潛力的功率器件封裝基片材料。但是其制備工藝復雜，成本較高，熱導率偏低，主要適合應用于強度要求較高但散熱要求不高的領(lǐng)域。而氮化鋁各方面性能同樣也非常，尤其是在電子封裝對熱導率的要求方面，氮化鋁優(yōu)勢巨大。不足的是，較高成本的原料和工藝使得氮化鋁陶瓷價格很高，這是制約氮化鋁基板發(fā)展的主要問題。但是隨著氮化鋁制備技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本必定會有所降低，氮化鋁陶瓷基板在大功率LED領(lǐng)域大面積應用指日可待。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。天津?qū)岬?/p>

喂料體系的流變性能對注射成形起著至關(guān)重要的作用，優(yōu)良的喂料體系應該具備低粘度、度和良好的溫度穩(wěn)定性。在成型工藝工程中，既要使喂料具有良好的流動性，能完好地填充模具，同時也應有合適的粘度，避免兩相分離，溫度過高則容易引起粘結(jié)劑的分解，分解出的氣體易造成坯體內(nèi)部氣孔；溫度過低則粘度過高，喂料流動性差，造成充模不完全。注射壓力也對生坯質(zhì)量有較大影響，壓力過低則不能完全排空模具型腔內(nèi)的氣體，造成注射不飽滿，壓力過高則造成生坯應力較大，不易脫模以及脫模后應力的釋放造成坯體的變形及開裂。注射速度也對坯體質(zhì)量有較大影響，較低則喂料填充模具過慢，填充過程中冷卻后流動性降低，不能完整填充模具，注射速度過高則容易造成噴射及兩相分離，造成零件表面流紋痕。綜上所述，應綜合考慮并選擇適合的注射參數(shù)，制備出完好的氮化鋁陶瓷生坯。深圳片狀氮化鋁粉體生產(chǎn)商氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法。

納米氮化鋁粉體主要用途：導熱塑料中的應用:納米氮化鋁粉體可以大幅度提高塑料的導熱率。通過實驗產(chǎn)品以5-10%的比例添加到塑料中，可以使塑料的導熱率從原來的0.3提高到5。導熱率提高了1l6倍多。相比較目前市場上的導熱填料（氧化鋁或哦氧化鎂等）具有添加量低，對制品的機械性能有提高作用，導熱效果提高更明顯等特點。目前相關(guān)應用廠家已經(jīng)大規(guī)模采購納米氮化鋁粉體，新型的納米導熱塑料將投放市場。高導熱硅橡膠的應用:與硅匹配性能好，在橡膠中容易分散，在不影響橡膠的機械性能的前提下（實驗證明對橡膠的機械性能還有提高作用)可大幅度提升硅橡膠的導熱率，在添加過程中不象氧化物等使黏度上升很快，添加量很小(根據(jù)導熱要求一般在5%左右就可以使導熱率提高50%-70%)，現(xiàn)較廣應用與，航空以及信息工程中。

氮化鋁的特性：熱導率高(約320W/m·K)，接近BeO和SiC，是Al2O3的5倍以上；熱膨脹系數(shù)(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配；各種電性能(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、體電阻率、介電強度)優(yōu)良；機械性能好，抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷，可以常壓燒結(jié)；純度高；光傳輸特性好；無毒；可采用流延工藝制作。是一種很有前途的高功率集成電路基片和包裝材料。由于氮化鋁壓電效應的特性，氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地制造這些細的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度，膨脹系數(shù)小，導熱性好的特性，可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能，可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。陶瓷注射成型技術(shù)是一種制造復雜形狀陶瓷零部件的新興技術(shù)。

提高氮化鋁陶瓷熱導率的途徑：選擇合適的燒結(jié)工藝，微波燒結(jié)：微波燒結(jié)是利用微波與介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生介電損耗使坯體整體加熱的燒結(jié)方法。同時，微波可以使粉末顆?；钚蕴岣?，有利于物質(zhì)的傳遞。微波燒結(jié)已成為一門新型的陶瓷燒結(jié)技術(shù)，它利用整體性自身加熱，使材料加熱的效率提高，升溫速度加快，保溫時間縮短，這有利于提高致密化速度并可以有效抑制晶粒生長，獲得獨特的性能和結(jié)構(gòu)。放電等離子燒結(jié)：放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生的瞬間高溫場來實現(xiàn)燒結(jié)過程。SPS升溫速度快、燒結(jié)時間短、能在較低溫度下燒結(jié)，通過控制燒結(jié)組分與工藝能實現(xiàn)溫度梯度場，可用于燒結(jié)梯度材料及大型工件等復雜材料。放電等離子燒結(jié)內(nèi)每個顆粒均勻的自身發(fā)熱使顆粒表現(xiàn)活化，因而具有很高的熱導率，可在短時間內(nèi)使燒結(jié)體致密化。電子封裝基片材料：常用的陶瓷基片材料有氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁等。深圳片狀氮化鋁粉體生產(chǎn)商

高溫自蔓延法和低溫碳熱還原合成工藝是很有發(fā)展前景的氮化鋁粉末合成方法。天津?qū)岬?/p>

AIN氮化鋁陶瓷作為一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料，因其氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導性，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，被認為是新一代高集成度半導體基片和電子器件封裝的理想材料。氮化鋁陶瓷可做成氮化鋁陶瓷基板，被較廣應用到散熱需求較高的領(lǐng)域，比如大功率LED模組，半導體等領(lǐng)域。高性能氮化鋁粉體是制備高熱導率氮化鋁陶瓷基片的關(guān)鍵，目前國外氮化鋁粉制造工藝已經(jīng)相當成熟，商品化程度也很高。但掌握高性能氮化鋁粉生產(chǎn)技術(shù)的廠家并不多，主要分布在日本、德國和美國。氮化鋁粉末作為制備陶瓷成品的原料，其純度、粒度、氧含量以及其它雜質(zhì)的含量都對后續(xù)成品的熱導性能、后續(xù)燒結(jié)，成型工藝有重要影響，是很終成品性能優(yōu)異與否的基石。天津?qū)岬?/p>

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