杭州绝缘氧化铝

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。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。杭州绝缘氧化铝

氮化铝陶瓷是一种高技术新型陶瓷。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,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。也是提高高分子材料热导率和力学性能的很佳添加料，氮化铝陶瓷还可用作熔炼有色金属和半导体材料砷化镓的坩埚、热电偶的保护管、高温绝缘件、微波介电材料、耐高温、耐腐蚀结构陶瓷及透明氮化铝微波陶瓷制品，用作高导热陶瓷生产原料及树脂填料等。氮化铝是电绝缘体，介电性能良好。砷化镓表面的氮化铝涂层，能保护它在退火时免受离子的注入。氮化铝可用作高导热陶瓷生产原料、AlN陶瓷基片原料、树脂填料等。成都超细氮化硼商家氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片的主要原料。

氮化铝陶瓷是一种综合性能优良的新型陶瓷材料，具有优良的热传导性，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗，无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，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。另外，氮化铝陶瓷可用作熔炼有色金属和半导体材料砷化镓的坩埚、蒸发舟、热电偶的保护管、高温绝缘件，同时可作为耐高温耐腐蚀结构陶瓷、透明氮化铝陶瓷制品，因而成为一种具有较广应用前景的无机材料。陶瓷的透明度，一般指能让一定的电磁频率范围内的电磁波通过，如红外频谱区域中的电磁波若能穿透陶瓷片，则该陶瓷片为红外透明陶瓷。纯净的AlN陶瓷为无色透明晶体，具有优异的光学性能，可以用作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。因此，氮化铝陶瓷在方面具有很好的应用。

热导率K在声子传热中的关系式为：K=1/3cvλ；上式c为陶瓷体本身的热容，v为声子的平均运动速度，λ为声子的平均自由程。材料本身的热容（c）接近常数，氮化铝的热容大是氮化铝的热导率高的原因之一，声子速度（v）与晶体密度和弹性力学性质有关，也可视为常数，所以，声子的传播距离（平均自由程），是影响很终宏观上氮化铝陶瓷的热导率表现的关键。所以我们通过氮化铝内部声子的热传导机理可知，要想热导率高，就要使声子的传播更远（自由程大），也即减少传播的阻力，这种阻力一般来自于声子扩散过程中的各种散射。烧结后的陶瓷内部通常会有各种晶体缺陷、杂质、气孔以及引入的第二相，这些因素的作用使声子发生散射，也就影响了很终的热导率。通过不断研究证实，在众多影响AlN陶瓷热导率因素中，AlN陶瓷的显微结构、氧杂质含量尤为突出。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。

氮化铝是氮和铝的化合物，化学式为AIN,六方晶系。颜色淡蓝或绿色。莫氏硬度5。理论密度3.26g/cm²。升华分解温度2450C,导热系数高（0.072cal/(cm·C))膨胀系数6.09×10~/C,抗热震性能好，能耐2200~20℃的急冷急热。AIN在800C可能被氧化，因而作耐火材料时需加注意，但在1300C左右具有较好的抗氧化性能。温度更高，因氧化物保护层开裂破坏，氧化加速。AIN不易被液体铜、铝、铅润湿。它与AI2O2非常相容，在1600C下可形成y一氧氮化铝（y-AION)。y-AION即Sialon(塞隆）,化学式3AIN·7ALO2。7-AION的机械性质与AIN相近，而抗化学侵蚀性能比AIN更好，可制造AIN基耐火材料。”-AION抗热震性优于ALO3和MgO等氧化物耐火材料而其抗腐蚀性又优于SiC和Si,N,等非氧化物耐火材料。AIN容易水解。介电常数8.5.电阻率2×10"Q-cm,是良好的电绝缘体。作为耐火材料领域的应用，可用AIN质堆塌拉制四、N族元素单晶，还可用AIN制砖砌筑金属精炼炉内衬，以及用AIN制造金属熔池用的浸入式热电偶套管。氮化铝应用于陶瓷及耐火材料，氮化铝可应用于结构陶瓷的烧结，制备出来的氮化铝陶瓷。绍兴片状氧化铝

关于氮化铝的导热机理，国内外已做了大量的研究，并已形成了较为完善的理论体系。杭州绝缘氧化铝

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。杭州绝缘氧化铝

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