上海陶瓷氮化铝

氮化铝陶瓷的制备技术：模压成型是应用很较广的成型工艺。其工艺原理是将经过喷雾造粒后流动性好的造粒料填充到金属模腔内，通过压头施加压力，压头在模腔内产生移动，模腔内粉体在压头作用力下产生颗粒重排，颗粒间空隙内气体排出，形成具有一定强度和形状的陶瓷素坯。通常压制的初始阶段致密化速率很高，初始阶段的压力通过颗粒间的接触，使包覆有粘结剂的颗粒滑动和重排，当进一步施压时，颗粒变形增加相互间的接触面，减少颗粒间的气孔，气体在加压过程中通过颗粒间迁移，很终通过模具间隙排出。氮化铝的热导率主要由晶体缺陷和声子自身对声子散射控制。上海陶瓷氮化铝

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。绍兴耐温氧化铝销售公司氮化铝是共价化合物，具有熔点高、自扩散系数小的特点。

机械连接法的特点是采取合理的结构设计将AlN基板与金属连接在一起，主要有热套连接和螺栓连接两种。机械连接方法具有工艺简单，可行性好等特点，但它常常会产生应力集中，并且不适用于高温环境。厚膜法是通过丝网印刷在AlN基板表面涂刷一层导体浆料，经烧结形成引线接点及电路。厚膜导体浆料一般由导电金属粉末（Au、Ag、Cu等，粒度为1-5μm）、玻璃粘结剂和有机载体（包括表面活性剂、有机溶剂和增稠剂等）经混合球磨而成。其中导电金属粉末决定了浆料成膜后的电学性能和机械性能，玻璃粘结剂的作用是粘结导电金属粉末与基体材料并决定了两者之的粘结强度，有机载体作为溶剂将金属粉末与粘结剂混合在一起。

氮化铝粉体的合成方法：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℃。反应式为：2Al＋Ｎ2→2AlN。该方法的缺点很明显，在反应初期，铝粉颗粒表面会逐渐生成氮化物膜，使氮气难以进一步渗透，阻碍氮气反应，致使产率较低；又由于铝和氮气之间的反应是强放热反应，速度很快，造成AlN粉体自烧结，形成团聚，使得粉体颗粒粗化。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。其反应式为：Al2O3＋3Ｃ＋Ｎ2→２AlN＋3CO。该方法的主要难点在于，对氧化铝和碳的原料要求比较高，原料难以混合均匀，氮化温度较高，合成时间较长，而且还需对过量的碳进行除碳处理，工艺复杂，制备成本较高。利用AIN陶瓷耐热耐熔体侵蚀和热震性，可制作Al蒸发皿、磁流体发电装置及高温透平机耐蚀部件。

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。氮化铝膜是指用气相沉积、液相沉积、表面转化或其它表面技术制备的氮化铝覆盖层。上海陶瓷氮化铝

纯净的AlN陶瓷可以用作透明陶瓷制造电子光学器件装备的高温红外窗口和整流罩的耐热涂层。上海陶瓷氮化铝

陶瓷线路板的耐热循环性能是其可靠性关键参数之一。本文对陶瓷基板在反复周期性加热过程中发生的变形情况进行了研究。通过实验发现，陶瓷覆铜板在周期性加热过程中，存在类似金属材料在周期载荷作用下出现的棘轮效应和包辛格效应。结合ＡＮＳＹＳ有限元计算结果，可以推断，陶瓷线路板的失效开裂与金属层的塑性变形或位错运动直接相关。另外，活性金属钎焊陶瓷基板的结构稳定性优于直接覆铜陶瓷基板。随着功率器件工作电压、电流的增加和芯片尺寸不断减小，芯片功率密度急剧增加，对芯片的散热封装的可靠性提出了更高挑战。传统柔性基板或金属基板已满足不了第三代半导体模块高功率、高散热的要求，陶瓷基板具有良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数，是功率电子器件中关键基础材料。陶瓷基板由金属线路层和陶瓷层组成，由于陶瓷和金属之间存在较大的热膨胀差异，使用过程中产生的热应力会造成基板开裂失效，因此，对陶瓷基板耐热循环可靠性研究具有重要意义。上海陶瓷氮化铝

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