高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片的制備方法

    隨著大功率和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成電路和基片間的散熱性也越來越重要，因此，氮化鋁陶瓷基片必須要具有高的導(dǎo)熱率和電阻率。氮化鋁具有高熱導(dǎo)率、高溫絕緣性和優(yōu)良的介電性能、良好的耐腐蝕性、與半導(dǎo)體Si相匹配的膨脹性能等優(yōu)點(diǎn)，因此成為優(yōu)良的電子封裝散熱材料，是組裝大型集成電路所必需的高性能陶瓷基片材料。鈞杰陶瓷專注高品質(zhì)氧化鋁陶瓷廠家，主營氧化鋁陶瓷機(jī)械手和氧化鋁陶瓷半導(dǎo)體吸盤，還生產(chǎn)氧化鋯半導(dǎo)體陶瓷，氧化鋯絕緣裝置陶瓷，氧化鋯陶瓷圓盤，碳化硅陶瓷，歡迎前來定制和咨詢。咨詢鈞杰陶瓷聯(lián)系電話：136 998 99025。
Al粉直接氮化法
Al粉直接氮化法原料來源廣、工藝過程簡單，能在較低溫度下反應(yīng)，但此反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程由于放出大量的熱量而不好控制，導(dǎo)致鋁粉轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)物易結(jié)塊，產(chǎn)品粒徑粗大，質(zhì)量穩(wěn)定性差，因此要小心控制工藝。

Al2O3碳熱還原法
碳熱還原法的優(yōu)點(diǎn)是原料來源廣、工藝過程簡單，合成的粉體純度高、粒徑小且分布均勻；其缺點(diǎn)在于合成時(shí)間較長、氮化溫度較高，而且反應(yīng)后還需對過量的碳進(jìn)行除碳處理，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。 
自蔓延高溫合成法
自蔓延高溫合成法的反應(yīng)速度很快，不需要外部加熱，成本低廉，但生產(chǎn)效率低，適應(yīng)于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。反應(yīng)過程中升溫和冷卻的速度極快，易于形成高濃度缺陷和非平衡結(jié)構(gòu)，粉末的晶形呈不規(guī)則狀，粒徑分布不均勻。
此外，氮化鋁粉體的制備方法還有高能球磨法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠-凝膠法、等離子化學(xué)合成法、原位自反應(yīng)合成法、電弧熔煉法、微波合成法、溶劑熱合成法等。
流延成型
流延成型制備氮化鋁陶瓷基片的主要工藝，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。

流延成型分為有機(jī)流延成型和水基流延成型兩種。流延成型法在AlN陶瓷基片方面的應(yīng)用具有極強(qiáng)的優(yōu)勢，如設(shè)備要求低，可連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、自動化程度高，其生產(chǎn)成本低廉，非常適合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)。
注射成型
首先將AlN粉體與有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例混合，經(jīng)過造粒得到性能穩(wěn)定的喂料，然后在注射成型機(jī)上成型素坯，再經(jīng)過脫脂、燒結(jié)最終獲得AlN陶瓷基片。
流延等靜壓復(fù)合成型
傳統(tǒng)流延成型工藝所制備出的漿料固相體積含量較低，加上干燥階段中部分有機(jī)溶劑的揮發(fā)，極易導(dǎo)致素坯中孔隙率的增加從而使坯體結(jié)構(gòu)疏松化，弱化后期燒結(jié)效果，難以制備出高致密度、高導(dǎo)熱AlN陶瓷基片。
    流延等靜壓復(fù)合成型工藝是基于非水基和水基流延成型發(fā)展的一種新型陶瓷基片成型工藝，既保留了流延成型素坯的延展性，又在此基礎(chǔ)上采用等靜壓二次成型，彌補(bǔ)了前一成型過程留下的致密度低、結(jié)構(gòu)松散等缺陷。