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氮化铝陶瓷材料应用

发布日期:2019/11/1 13:25:53

目前,封装基板材料主要采用氧化铝陶瓷或高分子材料,但随着电子产品的小型化,使集成电路(IC)和电子系统在半导体工业上也朝向高集成密度以及高功能化的方向发展。因此,如今对于电子零件的承载基板要求越来越严格,其中,高热导率更加成为电路高度集成化和小型化的突破口,氧化铝陶瓷基板也越来越难以满足发展要求。由于AlN具有良好的物理和化学性能逐步成了封装材料的首要选择。

应用

1.耐热冲和热交换材料

氮化铝陶瓷室温比较强度高,且不易受温度变化影响,同时具有比较高的热导系数和比较低的热膨胀系数,是一种优良的耐热冲材料及热交换材料,作为热交换材料,可望应用于燃气轮机的热交换器上。

2.耐热材料

由于氮化铝具有与铝、钙等金属不润湿等特性,所以可以用其作坩埚、保护管、浇注模具等。将氮化铝陶瓷作为金属熔池可以用在浸入式热电偶保护管中,由于它不粘附熔融金属,在800~1000℃的熔池中可以连续使用大约3000个小时以上并且不会被侵蚀破坏。此外,由于氮化铝材料对熔盐砷化镓等材料性能稳定,那么将坩埚替代玻璃进行砷化镓半导体的合成,能够完全消除硅的污染而得到高纯度的砷化镓。

3.微波衰减材料

微波衰减的研究应用已经逐渐从军事方面向人们的日常生活方面渗透,如人体安全防护,雷达探测和波导或同轴吸收元件。它的本质就是在介质内部,通过极化这种物理机制将微波能量转化为热能并经由材料本身将热能交换到外界环境中去,被越来越多的应用到大功率微波电真空器件中。

AlN的介电损耗值较低,为了使之适合作为微波衰减材料,通常添加导电性和导热性都良好的金属或者陶瓷作为微波衰减剂制备成Al N 基的微波衰减陶瓷。目前研究中所涉及到的导电添加剂有碳纳米管、TiB2、TiC以及金属Mo、W、Cu等。

总之,AlN陶瓷材料在电子领域和电力、机车、航空和航天、国防和军工、通讯以及众多工业领域都具有广阔的应用前景和广泛的潜在市场。