薄膜法是通過真空鍍膜技術在AlN基板表面實現金屬化。通常采用的真空鍍膜技術有離子鍍、真空蒸鍍、濺射鍍膜等。但金屬和陶瓷是兩種物理化學性質完全不同的材料,直接在陶瓷基板表面進行金屬化得到的金屬化層的附著力不高,并且陶瓷基板與金屬的熱膨脹系數不匹配,在工作時會受到較大的熱應力。為了提高金屬化層的附著力和減小陶瓷與金屬的熱應力,陶瓷基板一般采用多層金屬結構。直接覆銅法(DBC)是一種基于陶瓷基板發展起來的陶瓷表面金屬化方法,基本原理是:在弱氧化環境中,與陶瓷表面連接的金屬銅表面會被氧化形成一層Cu[O]共晶液相,該液相對互相接觸的金屬銅和陶瓷基板表面都具有良好潤濕效果,并在界面處形成CuAlO2等化合物使金屬銅能夠牢固的敖接在陶瓷表面,實現陶瓷表面的金屬化。而AlN基板具有較強的共價鍵,金屬銅直接覆著在其表面的附著力不高,因此必須進行預處理來改善其與Cu的附著力。一般先對其表面進行氧化,生成一層薄Al2O3,通過該氧化層來實現與金屬銅的連接。氮化鋁的商品化程度并不高,這也是影響氮化鋁陶瓷進一步發展的關鍵因素。深圳絕緣氧化鋁生產商
氮化鋁(AlN)綜合性能相當優良,是當前具有高熱傳導性和出色的電絕緣特性這一有趣組合的先進陶瓷材料,這樣得天獨厚的優點使得業界對它的應用潛力十分看好。盡管氮化鋁是當前材料科學界很炙手可熱的材料之一,但其發展其實并不順遂。盡管在1877年就已合成,但隨后的100多年間其實都沒什么實際應用,直到20世紀50年代,人們才成功制得氮化鋁陶瓷,并作為耐火材料應用于純鐵、鋁以及鋁合金的熔煉。要發展氮化鋁陶瓷,選對方向很關鍵。目前氮化鋁陶瓷的制備工藝日趨成熟,應用范圍也在不斷擴大,尤其是進入21世紀后,人們對微電子技術的重視又為氮化鋁材料的發展增添了不少籌碼。臺州球形氮化鋁供應商氮化鋁是綜合機械性能很好的陶瓷材料,同時其熱膨脹系數很小。
氮化鋁陶瓷的應用:氮化鋁粉末純度高,粒徑小,活性大,是制造高導熱氮化鋁陶瓷基片的主要原料。氮化鋁陶瓷基片,熱導率高,膨脹系數低,強度高,耐高溫,耐化學腐蝕,電阻率高,介電損耗小,是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁硬度高,超過傳統氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造價高,只能用于磨損嚴重的部位.利用AIN陶瓷耐熱耐熔體侵蝕和熱震性,可制作GaAs晶體坩堝、Al蒸發皿、磁流體發電裝置及高溫透平機耐蝕部件,利用其光學性能可作紅外線窗口。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件、超大規模集成電路基片等。氮化鋁耐熱、耐熔融金屬的侵蝕,對酸穩定,但在堿性溶液中易被侵蝕。AIN新生表面暴露在濕空氣中會反應生成極薄的氧化膜。 利用此特性,可用作鋁、銅、銀、鉛等金屬熔煉的坩堝和燒鑄模具材料。AIN陶瓷的金屬化性能較好,可替代有毒性的氧化鈹瓷在電子工業中較廣應用。
燒結是指陶瓷粉體經壓力壓制后形成的素坯在高溫下的致密化過程,在燒結溫度下陶瓷粉末顆粒相互鍵聯,晶粒長大,晶界和坯體內空隙逐漸減少,坯體體積收縮,致密度增大,直至形成具有一定強度的多晶燒結體。氮化鋁作為共價鍵化合物,難以進行固相燒結。通常采用液相燒結機制,即向氮化鋁原料粉末中加入能夠生成液相的燒結助劑,并通過溶解產生液相,促進燒結。AlN燒結動力:粉末的比表面能、晶格缺陷、固液相之間的毛細力等。要制備高熱導率的AlN陶瓷,在燒結工藝中必須解決兩個問題:是要提高材料的致密度,第二是在高溫燒結時,要盡量避免氧原子溶入的晶格中。若能以較低的成本制備出氮化鋁粉末,將會提高其商品化程度。
流延法制備氮化鋁陶瓷基板的性質與氮化鋁粉料的質量、流延參數、排膠制度和燒結制度等工藝關系密切。據中國粉體網編輯的學習了解,粗的氮化鋁粉料易于成型,但不宜形成高質量的基片,細氮化鋁粉料只有在嚴格控制流延參數的情況下方能成型,但成型的流延帶質量較好。排膠溫度和速度也需嚴格控制,溫度高和速度快將引起流延帶的嚴重開裂。燒成制度非常關鍵,它將決定基片的很終性能。在生產過程中,通常對流延后的產品質量要求十分嚴格,因此必須要注意以下幾個關鍵點:刮刀的表面粗糙度、漿料槽液面高度、漿料的均勻性、流延厚度、制定并執行很佳的干燥工藝等。氮化鋁的電阻率較高,熱膨脹系數低,硬度高,化學穩定性好但與一般絕緣體不同。金華多孔氧化鋁商家
在室溫下,氮化鋁的表面仍能探測到5-10納米厚的氧化物薄膜。深圳絕緣氧化鋁生產商
氮化鋁陶瓷的運用:氮化鋁陶瓷基板:氮化鋁陶瓷基板熱導率高,膨脹系數低,強度高,耐高溫,耐化學腐蝕,電阻率高,介電損耗小,是理想的大規模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷零件:氮化鋁 (AlN) 具有高導熱性、高耐磨性和耐腐蝕性,是半導體和醫療行業很理想的材料。典型應用包括:加熱器、靜電卡盤、基座、夾環、蓋板和 MRI 設備。氮化鋁陶瓷使用須知:氮化鋁陶瓷在700°C的空氣中會發生表面氧化,即使在室溫下,也檢測到5-10nm的表面氧化層。這將有助于保護材料本體,但它也將降低材料表面的導熱率。在惰性氣氛中,該氧化層可在高達1350°C 的溫度下保護材料本體,當在高于此溫度時本體將會發生大量氧化。氮化鋁陶瓷在高達 980°C 的氫氣和二氧化碳氣氛中是穩定的。氮化鋁陶瓷會與無機酸和強堿、水等液體發生化學反應并緩慢溶解,所有它不能直接浸泡在這類物質中使用。但氮化鋁可以抵抗大多數熔鹽的侵蝕,包括氯化物和冰晶石。深圳絕緣氧化鋁生產商
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