氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法，此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應(yīng)合成法、等離子化學(xué)合成法及化學(xué)氣相沉淀法等。直接氮化法：直接氮化法就是在高溫的氮?dú)鈿夥罩校X粉直接與氮?dú)饣仙傻X粉體，其化學(xué)反應(yīng)式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)，反應(yīng)溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生，導(dǎo)致氮?dú)獠荒軡B透，轉(zhuǎn)化率低；反應(yīng)速度快，反應(yīng)過(guò)程難以控制；反應(yīng)釋放出的熱量會(huì)導(dǎo)致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)而形成團(tuán)聚，從而使得粉體顆粒粗化，后期需要球磨粉碎，會(huì)摻入雜質(zhì)。礦物酸通過(guò)侵襲粒狀物質(zhì)的界限使氮化鋁慢慢溶解，而強(qiáng)堿則通過(guò)侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。大連陶瓷氮化硼廠家

氮化鋁粉體的成型工藝有多種，傳統(tǒng)的成型工藝諸如模壓，熱壓，等靜壓等均適用。由于氮化鋁粉體的親水性強(qiáng)，為了減少氮化鋁的氧化，成型過(guò)程中應(yīng)盡量避免與水接觸。另外，據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯了解，熱壓、等靜壓雖然適用于制備高性能的塊體氮化鋁瓷材料，但成本高、生產(chǎn)效率低，無(wú)法滿足電子工業(yè)對(duì)氮化鋁陶瓷基片用量日益增加的需求。為了解決這一問(wèn)題，近年來(lái)人們研究采用流延法成型氮化鋁陶瓷基片。流延法目前已成為電子工業(yè)用氮化鋁陶瓷的主要成型工藝。流延成型制備多層氮化鋁陶瓷的主要工藝是：將氮化鋁粉料、燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻制成漿料，通過(guò)流延制成坯片，采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)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(gè)具有功能圖形的生坯片疊加，層壓成多層陶瓷生坯片，在氮?dú)庵屑s700℃排除粘結(jié)劑，然后在1800℃氮?dú)庵羞M(jìn)行共燒，電鍍后即形成多層氮化鋁陶瓷。大連陶瓷氮化硼廠家氮化鋁是纖鋅礦型的晶體結(jié)構(gòu)，無(wú)毒，呈白色或灰白色。

氮化鋁具有高熱導(dǎo)率、良好的電絕緣性、低介電常數(shù)、無(wú)毒等性能，應(yīng)用前景十分廣闊，特別是隨著大功率和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成電路和基片間散熱的重要性也越來(lái)越明顯。因此，基片必須要具有高的導(dǎo)熱率和電阻率。為滿足這一要求，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者開(kāi)發(fā)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，其中氮化鋁是綜合性能很優(yōu)良的新型先進(jìn)陶瓷材料，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基片和電子器件的理想封裝材料。燒結(jié)過(guò)程是氮化鋁陶瓷制備的一個(gè)重要階段，直接影響陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)如晶粒尺寸與分布、氣孔率和晶界體積分?jǐn)?shù)等。因此燒結(jié)技術(shù)成為制備高質(zhì)量氮化鋁陶瓷的關(guān)鍵技術(shù)。氮化鋁陶瓷常用的燒結(jié)技術(shù)有無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)、微波燒結(jié)等。

氮化鋁陶瓷基板作為一種新型陶瓷基板，具有導(dǎo)熱效率高、力學(xué)性能好、耐腐蝕、電性能優(yōu)、可焊接等特點(diǎn)，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。作為DPC、DBC、AMB等陶瓷覆銅板的陶瓷基板之一，氮化鋁陶瓷基板用量十分巨大。因制備難度較大，目前國(guó)內(nèi)氮化鋁陶瓷基板仍以進(jìn)口為主。氮化鋁具有六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)，具有密度低、強(qiáng)度高、耐熱性好、導(dǎo)熱系數(shù)高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。由于鋁和氮的原子序數(shù)小，氮化鋁本身具有很高的熱導(dǎo)率，其理論熱導(dǎo)率可達(dá)319W/m·K。然而，在實(shí)際產(chǎn)品中，氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)不能完全均均勻分布，并且存在許多雜質(zhì)和缺陷，使得其熱導(dǎo)率低至170-230W/m·K。利用AIN陶瓷耐熱耐熔體光學(xué)性能可作紅外線窗口。

氮化鋁陶瓷是一種綜合性能優(yōu)良的新型陶瓷材料，具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性、可靠的電絕緣性、低的介電常數(shù)和介電損耗、無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)良特性，被認(rèn)為是新一代高集程度半導(dǎo)體基片和電子器件封裝的理想材料，受到了國(guó)內(nèi)外研究者的較廣重視。理論上，氮化鋁的熱導(dǎo)率接近于氧化鈹?shù)臒釋?dǎo)率，但由于氧化鈹有劇毒，在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸被停止使用。與其它幾種陶瓷材料相比較，氮化鋁陶瓷綜合性能優(yōu)良，非常適用于半導(dǎo)體基片和結(jié)構(gòu)封裝材料，在電子工業(yè)中的應(yīng)用潛力非常巨大。另外，氮化鋁還耐高溫，耐腐蝕，不為多種熔融金屬和融鹽所浸潤(rùn)，因此，可用作高級(jí)耐火材料和坩堝材料，也可用作防腐蝕涂層，如腐蝕性物質(zhì)的容器和處理器的里襯等。氮化鋁粉末還可作為添加劑加入各種金屬或非金屬中來(lái)改善這些材料的性能。高純度的氮化鋁陶瓷呈透明狀，可用作電子光學(xué)器件。氮化鋁還具有優(yōu)良的耐磨耗性能，可用作研磨材料和耐磨損零件。氮化鋁的熱導(dǎo)率也很高，氮化鋁在整個(gè)可見(jiàn)光和紅外頻段都具有很高的光學(xué)透射率。大連陶瓷氮化硼廠家

環(huán)氧樹(shù)脂作為一種有著很好的化學(xué)性能和力學(xué)穩(wěn)定性的高分子材料，它固化方便，收縮率低。大連陶瓷氮化硼廠家

燒結(jié)是指陶瓷粉體經(jīng)壓力壓制后形成的素坯在高溫下的致密化過(guò)程,在燒結(jié)溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯(lián)，晶粒長(zhǎng)大，晶界和坯體內(nèi)空隙逐漸減少，坯體體積收縮，致密度增大，直至形成具有一定強(qiáng)度的多晶燒結(jié)體。氮化鋁作為共價(jià)鍵化合物，難以進(jìn)行固相燒結(jié)。通常采用液相燒結(jié)機(jī)制，即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結(jié)助劑，并通過(guò)溶解產(chǎn)生液相，促進(jìn)燒結(jié)。AlN燒結(jié)動(dòng)力：粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細(xì)力等。要制備高熱導(dǎo)率的AlN陶瓷，在燒結(jié)工藝中必須解決兩個(gè)問(wèn)題：是要提高材料的致密度，第二是在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，要盡量避免氧原子溶入的晶格中。大連陶瓷氮化硼廠家

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