市場(chǎng)中客戶需要量數(shù)最多的氮化鋁陶瓷電路板,在功率大的集成電路芯片廣泛應(yīng)用。所采用的電路板原材料一直延用AL2O3三氧化二鋁和Beo陶瓷,可是AL2O3三氧化二鋁基材的導(dǎo)熱率低、線膨脹系數(shù)與Si不太配對(duì);Beo盡管具備出色的綜合型能,但是其具有很高的產(chǎn)品成本和有毒的缺陷限制它項(xiàng)目研究。因此不論是特性、成本費(fèi)、環(huán)保規(guī)定方面來講AL2O3和Beo陶瓷早已無法滿足電子器件電力電子器件發(fā)展和要求了,取代它的是氮化鋁陶瓷電路板。
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氮化鋁陶瓷是以AlN氮化鋁為主要晶相的陶瓷。其機(jī)械性能好,抗彎強(qiáng)度高于Al2O3和BeO陶瓷,可常壓燒結(jié)。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的電性能(介電常數(shù)、介電損耗、體電阻率、介電強(qiáng)度)和良好的透光特性,氮化鋁AIN除了在陶瓷電路板應(yīng)用外,在導(dǎo)熱界面填料中導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱塑料、導(dǎo)熱雙面膠、導(dǎo)熱粘接膠、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠、導(dǎo)熱覆銅板填料等。
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長(zhǎng)期以來,Al2O3 和 BeO 陶瓷是大功率封裝的兩種主要基板材料。然而,這兩種基板材料具有固有的缺點(diǎn)。Al2O3 導(dǎo)熱系數(shù)低,熱膨脹系數(shù)與芯片材料不匹配。BeO雖然綜合性能優(yōu)良,但生產(chǎn)成本高。
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在氮化鋁一系列關(guān)鍵特性中,更為明顯的是中導(dǎo)熱率。其核心原理為:利用點(diǎn)陣式或晶格常數(shù)振動(dòng),即依靠晶格常數(shù)波或熱波開展傳送。氮化鋁陶瓷為絕緣層陶瓷原材料,針對(duì)絕緣層陶瓷原材料,熱量以分子震動(dòng)方法傳送,歸屬于聲子傳熱,聲子在它傳熱環(huán)節(jié)中飾演者重要角色。氮化鋁導(dǎo)熱系數(shù)本質(zhì)上可以達(dá)到320W(m·K),但是由于氮化鋁含有雜物和缺點(diǎn),造成氮化鋁陶瓷電路板的導(dǎo)熱率無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)偏差。氮化鋁粉末狀中殘?jiān)ǔJ茄?、碳,此外還有少量重金屬離子殘?jiān)诰Ц癯?shù)中獲得各種各樣缺點(diǎn)方式,這種缺點(diǎn)對(duì)聲子的透射也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)。AlN氮化鋁耐熱,耐熔融金屬侵蝕。AlN 對(duì)酸穩(wěn)定,但在堿性溶液中容易腐蝕。當(dāng)暴露在潮濕空氣中時(shí),新形成的 AlN 表面會(huì)發(fā)生反應(yīng),形成一層薄薄的氧化膜。利用這一特性,可用作熔煉鋁、銅、銀、鉛等金屬的坩堝和燒制模具材料。
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