機械連接法的特點是采取合理的結構設計將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。機械連接方法具有工藝簡單,可行性好等特點,但它常常會產生應力集中,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體漿料,經燒結形成引線接點及電路。厚膜導體漿料一般由導電金屬粉末(Au、Ag、Cu等,粒度為1-5μm)、玻璃粘結劑和有機載體(包括表面活性劑、有機溶劑和增稠劑等)經混合球磨而成。其中導電金屬粉末決定了漿料成膜后的電學性能和機械性能,玻璃粘結劑的作用是粘結導電金屬粉末與基體材料并決定了兩者之的粘結強度,有機載體作為溶劑將金屬粉末與粘結劑混合在一起。氮化鋁要以熱壓及焊接式才可制造出工業(yè)級的物料。成都高導熱氮化鋁粉體廠家
目前,AlN陶瓷燒結氣氛有3種:中性氣氛、還原型氣氛和弱還原型氣氛。中性氣氛采用常用的N2、還原性氣氛采用CO,弱還原性氣氛則使用H2。在還原氣氛中,AlN陶瓷的燒結時間及保溫時間不宜過長,且其燒結溫度不能過高,以免AlN被還原。而在中性氣氛中不會出現(xiàn)上述情況,因此一般選擇在氮氣中燒結,以此獲得性能更高的AlN陶瓷。在氮化鋁陶瓷基板燒結過程中,除了工藝和氣氛影響著產品的性能外,燒結助劑的選擇也尤為重要。AlN燒結助劑一般是堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物,燒結助劑主要有兩方面的作用:一方面形成低熔點物相,實現(xiàn)液相燒結,降低燒結溫度,促進坯體致密化;另一方面,高熱導率是AlN基板的重要性能,而實現(xiàn)AlN基板中由于存在氧雜質等各種缺陷,熱導率低于及理論值,加入燒結助劑可以與氧反應,使晶格完整化,進而提高熱導率。選擇多元復合燒結助劑,往往能獲得比單一燒結助劑更好的燒結效果找到合適的低溫燒結助劑,實現(xiàn)AlN低溫燒結,就可以減少能耗、降低成本,便于進行連續(xù)生產。 東莞絕緣氮化硼廠家氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉化或其它表面技術制備的氮化鋁覆蓋層。
氮化鋁陶瓷的注射成型:排膠工藝,由于注射成型坯體中有機物含量較高,排膠過快會造成坯體開裂、起泡、分層和變形,因此,如何快速高效排膠成為注射成型的一大難點。排膠工藝包括熱排膠和溶劑排膠。起初主要采用熱排膠,簡單地把有機物燒除,這種方式能耗高、時間長。為了提高排膠效率,一些學者探索了溶劑排膠的工藝。由于粘結劑中石蠟占比重較大,溶劑排膠主要是將坯體中的石蠟溶解,其他粘結劑仍能維持坯體形狀。溶劑排膠結合熱工藝排膠可以縮短排膠時間。注射成型的工藝特點:可近凈尺寸成型各種復雜形狀,很少(或無需)進行機械加工;成型產品生坯密度均勻,且表面光潔度及強度高;成型產品燒結體性能優(yōu)異且一致性好;易于實現(xiàn)機械化和自動化生產,生產效率高。
AlN陶瓷基片的成型:流延成型制備氮化鋁陶瓷基片的主要工藝,將氮化鋁粉料、燒結助劑、粘結劑、溶劑混合均勻制成漿料,通過流延制成坯片,采用組合模沖成標準片,然后用程控沖床沖成通孔,用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形,將每一個具有功能圖形的生坯片疊加,層壓成多層陶瓷生坯片,在氮氣中約700℃排除粘結劑,然后在1800℃氮氣中進行共燒,電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。流延成型分為有機流延成型和水基流延成型兩種。流延成型法在AlN陶瓷基片方面的應用具有極強的優(yōu)勢,如設備要求低,可連續(xù)生產、生產效率高、自動化程度高,其生產成本低廉,非常適合現(xiàn)代工業(yè)生產。注射成型:首先將AlN粉體與有機粘結劑按一定比例混合,經過造粒得到性能穩(wěn)定的喂料,然后在注射成型機上成型素坯,再經過脫脂、燒結很終獲得AlN陶瓷基片。成型工藝是陶瓷制備的關鍵技術,是提高產品性能和降低生產成本的重要環(huán)節(jié)之一。
陶瓷線路板的耐熱循環(huán)性能是其可靠性關鍵參數(shù)之一。本文對陶瓷基板在反復周期性加熱過程中發(fā)生的變形情況進行了研究。通過實驗發(fā)現(xiàn),陶瓷覆銅板在周期性加熱過程中,存在類似金屬材料在周期載荷作用下出現(xiàn)的棘輪效應和包辛格效應。結合ANSYS有限元計算結果,可以推斷,陶瓷線路板的失效開裂與金屬層的塑性變形或位錯運動直接相關。另外,活性金屬釬焊陶瓷基板的結構穩(wěn)定性優(yōu)于直接覆銅陶瓷基板。隨著功率器件工作電壓、電流的增加和芯片尺寸不斷減小,芯片功率密度急劇增加,對芯片的散熱封裝的可靠性提出了更高挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)柔性基板或金屬基板已滿足不了第三代半導體模塊高功率、高散熱的要求,陶瓷基板具有良好的導熱性、耐熱性、絕緣性、低熱膨脹系數(shù),是功率電子器件中關鍵基礎材料。陶瓷基板由金屬線路層和陶瓷層組成,由于陶瓷和金屬之間存在較大的熱膨脹差異,使用過程中產生的熱應力會造成基板開裂失效,因此,對陶瓷基板耐熱循環(huán)可靠性研究具有重要意義。氮化鋁可以用作高溫結構件熱交換器材料等。球形氧化鋁報價
氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料。成都高導熱氮化鋁粉體廠家
氮化鋁陶瓷的制備技術:模壓成型是應用很較廣的成型工藝。其工藝原理是將經過噴霧造粒后流動性好的造粒料填充到金屬模腔內,通過壓頭施加壓力,壓頭在模腔內產生移動,模腔內粉體在壓頭作用力下產生顆粒重排,顆粒間空隙內氣體排出,形成具有一定強度和形狀的陶瓷素坯。通常壓制的初始階段致密化速率很高,初始階段的壓力通過顆粒間的接觸,使包覆有粘結劑的顆粒滑動和重排,當進一步施壓時,顆粒變形增加相互間的接觸面,減少顆粒間的氣孔,氣體在加壓過程中通過顆粒間遷移,很終通過模具間隙排出。成都高導熱氮化鋁粉體廠家
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