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。在氮化铝一系列重要的性质中,很为明显的是高的热导率。天津绝缘氧化铝多少钱
氮化铝粉体的制备工艺主要有直接氮化法和碳热还原法,此外还有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反应合成法、等离子化学合成法及化学气相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高温的氮气气氛中,铝粉直接与氮气化合生成氮化铝粉体,其化学反应式为2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反应温度在800℃-1200℃。其优点是工艺简单,成本较低,适合工业大规模生产。其缺点是铝粉表面有氮化物产生,导致氮气不能渗透,转化率低;反应速度快,反应过程难以控制;反应释放出的热量会导致粉体产生自烧结而形成团聚,从而使得粉体颗粒粗化,后期需要球磨粉碎,会掺入杂质。舟山陶瓷氮化铝粉体氮化铝陶瓷具有高热导率、好的抗热冲击性、高温下依然拥有良好的力学性能。
陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板。氮化铝陶瓷基板是以氮化铝陶瓷为主要原材料制造而成的基板。氮化铝陶瓷基板作为一种新型陶瓷基板,具有导热效率高、力学性能好、耐腐蚀、电性能优、可焊接等特点,是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。近年来,随着我国电子信息行业的快速发展,市场对陶瓷基板的性能要求不断提升,氮化铝陶瓷基板凭借其优异的特征,其应用范围不断扩展。氮化铝陶瓷基板应用领域较广,涉及到汽车电子、光电通信、航空航天、消费电子、LED、轨道交通、新能源等多个领域,但受生产工艺、技术水平、市场价格等因素的影响,目前我国氮化铝陶瓷基板应用范围仍较窄,主要应用在制造业领域。相比与氧化铝陶瓷基板,氮化铝陶瓷基板性能优异,随着市场对基板性能的要求不断提升,未来我国氮化铝陶瓷基板行业发展空间广阔。
提高氮化铝陶瓷热导率的途径:选择合适的烧结工艺,热压烧结:热压烧结是指在机械压力和温度同时作用下,对粉料进行烧结获得致密块体的过程。热压烧结可以使加热烧结和加压成型同时进行。在高温下坯体持续受到压力作用,粉末原料处于热塑性状态,有利于物质的扩散和流动,并且外加压力抵消了形变阻力,促进了粉末颗粒之间的接触。热压烧结可以降低氮化铝陶瓷的烧结温度,而且不用烧结助剂也能使氮化铝烧结致密,且除氧能力强,但是缺点是设备昂贵,而且只能制备形状简单的样品。氮化铝的价格高居不下,每公斤上千元的价格也在一定程度上限制了它的应用。
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程度半导体基片和电子器件封装的理想材料,受到了国内外研究者的较广重视。理论上,氮化铝的热导率接近于氧化铍的热导率,但由于氧化铍有剧毒,在工业生产中逐渐被停止使用。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。另外,氮化铝还耐高温,耐腐蚀,不为多种熔融金属和融盐所浸润,因此,可用作高级耐火材料和坩埚材料,也可用作防腐蚀涂层,如腐蚀性物质的容器和处理器的里衬等。氮化铝粉末还可作为添加剂加入各种金属或非金属中来改善这些材料的性能。高纯度的氮化铝陶瓷呈透明状,可用作电子光学器件。氮化铝还具有优良的耐磨耗性能,可用作研磨材料和耐磨损零件。氮化铝室温下与水缓慢反应.可由铝粉在氨或氮气氛中800~1000℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。宁波绝缘氮化硼厂家直销
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。天津绝缘氧化铝多少钱
氮化铝陶瓷的制备技术:压制成形的三个阶段:一阶段,主要是颗粒的滑动和重排,无论是一般的粉体或者造粒后的粉体,其填充于模具中的很初结构中都含有和颗粒尺寸接近或稍小的空隙。第二阶段,颗粒接触点部位发生变形和破裂,当压力超过颗粒料的表观屈服应力时,颗粒发生变形使得颗粒间空隙减小,随着颗粒的变形,坯体体积很大空隙尺寸减少,塑性低的致密粒料对应的屈服应力大,达到相同致密度所需要更高的压力。第三阶段,坯体进一步密实与弹性压缩,这一阶段起始于高压力阶段,但密度提高幅度较小,此阶段发生一定程度的弹性压缩,这种弹性压缩过大,则在脱模后会造成应力开裂与分层。模压成型的优点是成型坯体尺寸准确、操作简单、模压坯体中粘结剂含量较少、干燥和烧成收缩较小,特别适用于制备形状简单、长径比小的制品。但是,这种传统的成型方法效率低,且制得的AlN陶瓷零部件的尺寸精度取决于所用模具的精度,而高精度模具的制备成本较高。天津绝缘氧化铝多少钱
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