目前发现的适合作为烧结助剂的材料有Y2O3、CaO、Li2O、BaO、MgO、SrO2、La2O3、HfO2和CeO2等不与AlN发生反应的氧化物,以及一些稀土金属与碱土金属的氟化物和少量具有还原性的化合物(CaC2、YC2、TiO2、ZrO2、TiN等)。单独采用某种单一的烧结助剂,在常压下烧结通常需要高于1800℃的温度,利用复合助剂,设计合理的助剂及配比,可以进一步有效降低烧结温度,也是目前普遍采用的一种氮化铝低温烧结方法。氮化铝陶瓷基板电子封装领域的应用范围越来越广,目前也有一些国内企业在这个领域有所建树,然而相对于早已接近红海的海外市场,我国的氮化铝陶瓷基板的发展仍处于起步阶段,在高性能粉体及高导热基板的制备生产上仍有一定的差距。深入了解材料的作用机理,从根源上“对症下药”,才能让我国的陶瓷基板产业更上一个台阶。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。广州陶瓷氮化铝粉体厂家直销
为什么要用氮化铝陶瓷基板?因为LED大灯的工作温度非常高。而亮度跟功率是挂钩的,功率越大,温度越高,再度提高亮度只有通过精细的冷却设计或者散热器件的加大,但是效果并不理想。能够使其达到理想效果的只有氮化铝陶瓷基板。首先氮化铝陶瓷基板的导热率很高,氮化铝基片可达170-260W/mK,是铝基板的一百倍。其次,氮化铝陶瓷基板还有非常优良的绝缘性,与灯珠更匹配的热膨胀技术等一系列优点。应用于电动汽车和混合动力汽车中的电力电子器件市场规模很大。而电力器件模块氮化铝陶瓷基板的技术和商业机遇都令人期待。广州陶瓷氮化铝粉体厂家直销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 。
氮化铝(AlN)是一种六方纤锌矿结构的共价键化合物,晶格参数为a=3.114,c=4.986。纯氮化铝呈蓝白色,通常为灰色或灰白色,是典型的III-Ⅴ族宽禁带半导体材料。氮化铝(AlN)具有度、高体积电阻率、高绝缘耐压、热膨胀系数、与硅匹配好等特性,不但用作结构陶瓷的烧结助剂或增强相,尤其是在近年来大火的陶瓷电子基板和封装材料领域,其性能远超氧化铝。与其它几种陶瓷材料相比较,氮化铝陶瓷综合性能优良,非常适用于半导体基片和结构封装材料,在电子工业中的应用潜力非常巨大。理论上AlN热导率可达320W·m-1·K-1,但由于AlN中的杂质和缺陷造成实际产品的热导率还不到200W·m-1·K-1。这主要是由于晶体内的结构基元都不可能有完全严格的均匀分布,总是存在稀疏稠密的不同区域,所以载流声子在传播过程中,总会受到干扰和散射。
颗粒形状的影响:相较于颗粒尺寸对氮化铝陶瓷的影响,颗粒的形貌对其的影响主要集中在粉体的流动性以及填充率的增加上。工业上一般认为氮化铝粉体呈球形为合理的选择。球形粉体比其他形状如棒状,双头六角形状流动性更好,且填充率也会相对高一些。特别是对于把氮化铝作为填料的工业领域,流动性差意味着难以均匀混合,势必会对产品的性能造成一定的负面影响。氮化铝粉体填充率越高,其热膨胀系数就越小,热导率越高。相较于其它形状来说,球形粉体制成的封装材料应力集中小、强度高。而且球形粉体摩擦系数小,对模具的磨损小,可延长模具的使用寿命,提高经济效益。氮化铝陶瓷成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。
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。环氧树脂作为一种有着很好的化学性能和力学稳定性的高分子材料,它固化方便,收缩率低。宁波导热氮化铝粉体多少钱
由于氮化铝的声表面波速度高,具有压电性,可用作声表面波器件。广州陶瓷氮化铝粉体厂家直销
环氧树脂/AlN复合材料:作为封装材料,需要良好的导热散热能力,且这种要求愈发严苛。环氧树脂作为一种有着很好的化学性能和力学稳定性的高分子材料,它固化方便,收缩率低,但导热能力不高。通过将导热能力优异的AlN纳米颗粒添加到环氧树脂中,可有效提高材料的热导率和强度。TiN/AlN复合材料:TiN具有高熔点、硬度大、跟金属同等数量级的导电导热性以及耐腐蚀等优良性质。在AlN基体中添加少量TiN,根据导电渗流理论,当掺杂量达到一定阈值,在晶体中形成导电通路,可以明显调节AlN烧结体的体积电阻率,使之降低2~4个数量级。而且两种材料所制备的复合陶瓷材料具有双方各自的优势,高硬度且耐磨,也可以用作高级研磨材料。广州陶瓷氮化铝粉体厂家直销
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