广州单晶氮化铝厂家

由于AlN基板不具有电导性，因此在用作大功率LED散热基板之前必须对其表面进行金属化和图形化。但AlN与金属是两类物理化学性质完全不同的材料，两者差异表现很为突出的就是形成化合物的成键方式不同。AlN是强共价键化合物，而金属一般都表现为金属键化合物，因此与其它化学键的化合物相比，在高温下AlN与金属的浸润性较差，实现金属化难度较高。因此，如何实现AlN基板表面金属化和图形化成为大功率LED散热基板发展的一个至关重要问题。目前使用很较广的AlN基板金属化的方法主要有：机械连接法、厚膜法、活性金属钎焊法、共烧法、薄膜法、直接覆铜法。陶瓷注射成型技术是一种制造复杂形状陶瓷零部件的新兴技术。广州单晶氮化铝厂家

氮化铝陶瓷基片（AlN）是新型功能电子陶瓷材料，是以氮化铝粉作为原料，采用流延工艺，经高温烧结而制成的陶瓷基片。氮化铝陶瓷基板具有氮化铝材料的各种优异特性，符合封装电子基片应具备的性质，能高效地散除大型集成电路的热量，是高密度，大功率，多芯片组件等半导体器件和大功率，高亮度的LED基板及封装材料的关键材料，被认为是很理想的基板材料。较广应用于功率晶体管模块基板、激光二极管安装基板、半导体制冷器件、大功率集成电路，以及作为高导热基板材料在IC封装中使用。广州单晶氮化铝厂家氮化铝的商品化程度并不高，这也是影响氮化铝陶瓷进一步发展的关键因素。

氧杂质对热导率的影响：AIN极易发生水解和氧化，使氮化铝表面发生氧化，导致氧固溶入AIN晶格中形成铝空位缺陷，这样就会导致声子散射增加，平均自由程降低，热导率也随之降低。因此，为了提高热导率，加入合适的烧结助剂来除去晶格中的氧杂质是一种有效的办法。氮化铝陶瓷的烧结的关键控制要素：AlN是共价化合物，原子的自扩散系数小，键能强，导致很难烧结致密，其熔点高达3000℃以上，烧结温度更是高达1900℃以上，如此高的烧结温度严重制约了氮化铝在工业上的实际应用。此外，AlN表层的氧杂质是在高温下才开始向其晶格内部扩散的，因此低温烧结还有另外一个作用，即延缓烧结时表层的氧杂质向AlN晶格内部扩散，减少晶格内的氧杂质，因此制备高热导率的AlN陶瓷材料，低温烧结技术的研究势在必行。目前工业上，氮化铝陶瓷的烧结有多种方式，可以根据实际需求，采取不同的烧结方法来获得致密的陶瓷体，无论用什么烧结方式，细化氮化铝原始粉料以及添加适宜的低温烧结助剂能够有效降低氮化铝陶瓷的烧结温度。

采用小粒径氮化铝粉：氮化铝烧结过程的驱动力为表面能，颗粒细小的AlN粉体能够增强烧结活性，增加烧结推动力从而加速烧结过程。研究证实，当氮化铝原始粉料的起始粒径细小20倍后，陶瓷的烧结速率将增加147倍。烧结原料应选择粒径小且分布均匀的氮化铝粉，可防止二次再结晶，内部的大颗粒易发生晶粒异常生长而不利于致密化烧结；若颗粒分布不均匀，在烧结过程中容易发生个别晶体异常长大而影响烧结。此外，氮化铝陶瓷的烧结机理有时也受原始粉末粒度的影响。微米级的氮化铝粉体按体积扩散机理进行烧结，而纳米级的粉体则按晶界扩散或者表面扩散机理进行烧结。但目前而言，细小均匀的氮化铝粉体制备很困难，大多通过湿化学法结合碳热还原法制备，不但烧结工艺复杂，而且耗能多多规模的推广应用仍旧有一定的限制。国内在小粒径高性能氮化铝粉的供应上，仍十分稀缺。高温自蔓延合成法的本质与铝粉直接氮化法相同，但该法不需要在高温下对Al粉进行氮化。

AlN陶瓷基片一般采用无压烧结，该烧结方法是一种很普通的烧结，虽然工艺简单、成本较低、可制备形状复杂，但烧结温度一般偏高，再不添加烧结助剂的情况下，一般无法制备高性能陶瓷基片。传统烧结方式一般通过外部热源对AlN坯体进行加热，热传导不均且速度较慢，将影响烧结质量。微波烧结通过坯体吸收微波能量从而进行自身加热，加热过程是在整个材料内部同时进行，升温速度快，温度分散均匀，防止AlN陶瓷晶粒的过度生长。这种快速烧结技术能充分发挥亚微米级和纳米级粉末的性能，具有很强的发展前景。放电等离子烧结技术主要利用放电脉冲压力、脉冲能和焦耳热产生瞬间高温场实现快速烧结。放电等离子烧结技术的主要特点是升温速度快，烧结时间短，烧结温度低，可实现AlN陶瓷的快速低温烧结。通过该烧结方法，烧结体的各个颗粒可类似于微波烧结那样均匀地自身发热以活化颗粒表面，可在短时间内得到致密化、高热导烧结体。高致密度是氮化铝陶瓷具有高热导率的前提。广州单晶氮化铝厂家

陶瓷注射成型技术在制备复杂小部件方面有着其不可比拟的独特优势。广州单晶氮化铝厂家

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。广州单晶氮化铝厂家

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