天津微米氮化硼

氮化铝基板材料热膨胀系数（4.6×10-6/K）与SiC芯片热膨胀系数（4.5×10-6/K）相近，导热率系数大（170-230W/m▪K），绝缘性能优异，可以适应SiC的应用要求，是搭载SiC半导体的理想基板材料。以往，氮化铝基板主要通过如下工艺制备：在氮化铝粉末中混合煅烧助剂、粘合剂、增塑剂、分散介质、脱模机等添加剂，通过挤出成型在空气中或氮等非氧化性气氛中加热到350-700℃而将粘合剂去除后（脱脂），在1800-1900℃的氮等非氧化性气氛中保持0.5-10小时的（煅烧）。该法制备氮化铝基板的缺陷：通过上述工艺制备出来的氮化铝基板材料，其击穿电压在室温下显示为30-40kV/mm左右的高绝缘性，但在400℃的高温下则降低到10kV/mm左右。在高温下具备优异绝缘特性的氮化铝基板的制备方法。通过该法可制备出耐高温氮化铝基板材料具有如下特点：氮化铝晶粒平均大小为2-5μm；热导率为170W/m▪K以上；不含枝状晶界相；在400℃下的击穿电压为30kV/mm以上。氮化铝的应用：应用于衬底材料，AlN晶体是GaN、AlGaN以及AlN外延材料的理想衬底。天津微米氮化硼

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。 金华片状氮化铝厂家制备氮化铝粉末一般都需要较高的温度，从而导致生产制备过程中的能耗较高，同时存在安全风险。

由于氮化铝具有与铝、钙等金属不润湿等特性，所以可以用其作坩埚、保护管、浇注模具等。将氮化铝陶瓷作为金属熔池可以用在浸入式热电偶保护管中，由于它不粘附熔融金属，在800~1000度的熔池中可以连续使用大约3000个小时以上并且不会被侵蚀破坏。此外，由于氮化铝材料对熔盐砷化镓等材料性能稳定，那么将氮化铝坩埚替代玻璃进行砷化镓半导体的合成，能够完全消除硅的污染而得到高纯度的砷化镓。氮化铝陶瓷拥有高硬度和高温强度性能，可制作切割工具、砂轮、拉丝模以及制造工具材料、金属陶瓷材料的原料。

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。陶瓷注射成型技术是一种制造复杂形状陶瓷零部件的新兴技术。

AlN陶瓷基片的成型：流延成型制备氮化铝陶瓷基片的主要工艺，将氮化铝粉料、烧结助剂、粘结剂、溶剂混合均匀制成浆料，通过流延制成坯片，采用组合模冲成标准片，然后用程控冲床冲成通孔，用丝网印刷印制金属图形，将每一个具有功能图形的生坯片叠加，层压成多层陶瓷生坯片，在氮气中约700℃排除粘结剂，然后在1800℃氮气中进行共烧，电镀后即形成多层氮化铝陶瓷。流延成型分为有机流延成型和水基流延成型两种。流延成型法在AlN陶瓷基片方面的应用具有极强的优势，如设备要求低，可连续生产、生产效率高、自动化程度高，其生产成本低廉，非常适合现代工业生产。注射成型：首先将AlN粉体与有机粘结剂按一定比例混合，经过造粒得到性能稳定的喂料，然后在注射成型机上成型素坯，再经过脱脂、烧结很终获得AlN陶瓷基片。陶瓷注射成型粘结剂须具备以下条件：流动特性好，注射成型黏度适中，且黏度随温度不能波动太大。大连纳米氧化铝价格

随着工业技术的高速发展，传统的成型方法已难以满足人们对陶瓷材料在性能和形状方面的要求。天津微米氮化硼

氮化铝陶瓷微观结构对热导率的影响：在实际应用中，常在AlN中加入各种烧结助剂来降低AlN陶瓷的烧结温度，与此同时在氮化铝晶格中也引入了第二相，致使热传导过程中声子发生散射导致热导率下降。添加烧结助剂引入的第二相会出现几种情况：从分布形式来看，可分为孤岛状和连续分布在晶界处；从分布位置来看，可分为分布在晶界三角处和晶界其他处。连续分布的晶粒可为声子提供了更直接的通道，直接接触AlN晶粒比孤立分布的AlN晶粒具有更高的热导率，所以第二相是连续分布的更好；分布于晶界三角处的AlN陶瓷在热传导过程中产生的干扰散射较少，而且能够使AlN晶粒间保持接触，故而第二相分布在晶界三角处更好。此外，晶界相若分布不均匀，会导致大量的气孔存在，阻碍声子的散射，导致AlN的热导率下降，晶界含量、晶界大小以及气孔率对热导率的表现也有一定的影响。因此，在AlN陶瓷的烧结过程中，可以通过改善烧结工艺的途径，如提高烧结温度、延长保温时间、热处理等，改善晶体内部缺陷，尽可能使第二相连续分布以及位于三叉晶界处，从而提高氮化铝陶瓷的热导率。天津微米氮化硼

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