氮化铝陶瓷具备优异的综合性能,是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷,在多方面都有着广泛的应用前景,尤其是其具有高热导率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性,与硅相匹配的热膨胀系数及无毒性等优点,使其成为高密度、大功率和高速集成电路基板和封装的理想材料。

氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素

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在氮化铝—系列重要性质中,最为显著的是高热导率。氮化铝陶瓷基板热导率理论上可达320w/(m·k),但由于氮化铝中有杂质和缺陷,导致氮化铝产品的热导率远达不到理论值。

既要达到致密烧结、降低杂质含量、减少晶界相的含量,又要简化工艺、降低成本,在AlN陶瓷的烧结过程中关键要做到:—是选择适当的烧结工艺及气氛;二是选择适当的烧结助剂

氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素

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一、烧结工艺

氮化铝自扩散系数小,烧结非常困难。AlN基片较常用的烧结工艺一般以下有5种。


氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素

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热压烧结:即在一定压力下烧结陶瓷,可以使加热烧结和加压成型同时进行。

无压烧结:常压烧结氮化铝陶瓷一般温度范围为1600-2000℃,适当升高烧结温度和延长保温时间可以提高氮化铝陶瓷的致密度。

微波烧结:微波烧结也是一种快速烧结法,利用微波与介质的相互作用产生介电损耗而使坯体整体加热的烧结方法。

放电等离子烧结:融合等离子活化、热压、电阻加热等技术,具有烧结速度快,晶粒尺寸均匀等特点。

自蔓延烧结:即在超高压氮气下利用自蔓延高温合成反应直接制备AlN陶瓷致密材料。但由于高温燃烧反应下原料中的Al易熔融而阻碍氮气向毛坯内部渗透, 难以得到致密度高的AlN陶瓷。

以上5中烧结工艺中,热压烧结是目前制备高热导率致密化AlN陶瓷的主要工艺。

二、烧结气氛
 
目前,AlN陶瓷烧结气氛有3种:中性气氛、还原型气氛和弱还原型气氛。中性气氛采用常用的N2、还原性气氛采用CO,弱还原性气氛则使用H2。

在还原气氛中,AlN陶瓷的烧结时间及保温时间不宜过长,且其烧结温度不能过高,以免AlN被还原。而在中性气氛中不会出现上述情况,因此一般选择在氮气中烧结,以此获得性能更高的AlN陶瓷。

三、烧结助剂的添加

在氮化铝陶瓷基板烧结过程中,除了工艺和气氛影响着产品的性能外,烧结助剂的选择也尤为重要。

氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素

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AlN烧结助剂一般是碱金属氧化物碱土金属氧化物,烧结助剂主要有两方面的作用:一方面形成低熔点物相,实现液相烧结,降低烧结温度,促进坯体致密化;另一方面,高热导率是AlN基板的重要性能,而实现AlN基板中由于存在氧杂质等各种缺陷,热导率低于及理论值,加入烧结助剂可以与氧反应,使晶格完整化,进而提高热导率。

氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素


烧结AlN陶瓷使用的烧结助剂主要有Y2O3、CaO、Yb2O3、Sm2O3、Li2O3、B2O3、CaF2、YF3、CaC2等或它们的混合物。

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选择多元复合烧结助剂,往往能获得比单一烧结助剂更好的烧结效果找到合适的低温烧结助剂,实现AlN低温烧结,就可以减少能耗、降低成本,便于进行连续生产。 

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11月26日·江苏昆山

01

主要议题


序号

议题

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1

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京瓷

2

高端电子陶瓷在汽车领域的发展应用

博世

3

先进低温共烧无源集成材料和器件技术发展

电子科技大学

4

基于HTCC技术的发展与应用

中瓷电子

5

应用于HTCC的高性能粉体制备

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高精密叠层机应用于多层陶瓷基板介绍

住荣

7

LTCC生瓷带的环境与工艺适应性要求研讨

兵器214所

8

LTCC低介电常数粉体量产应用发展

洛阳中超

9

应用于低温共烧陶瓷5G射频模组材料方案 

杜邦

10

电子陶瓷用金属浆料配套应用方案

西安宏星

11

高导热陶瓷低温烧结助剂的研究

长汀金龙

12

陶瓷覆铜板在大功率半导体的应用

罗杰斯

13

高性能陶瓷基板在IGBT中的应用与发展

比亚迪半导体

如有演讲意向,请联系周小姐:18320865613(微信同电话号码)


02

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通讯、基站、消费电子、汽车等终端企业;LTCC、HTCC等陶瓷基板生产企业;玻璃粉、陶瓷粉体等生瓷材料企业和导电金属导体材料企业;陶瓷流延机、激光切割、自动化组装、烧结、印刷等设备企业;网版、载带、保护膜等耗材企业;检测、科研院所、高校机构等。


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会议议程


2021年11月25日(周四):14:00-18:00签到

2021年11月26日(周五):7:30-9:00签到;8:50-18:00会议;18:00-19:30晚宴

04

报名方式

方式一:加微信

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艾果果:13312917301(微信同电话号码),

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05

收费标准


参会人数

1~2个人(单价每人)

3个人及以上(单价每人)

8月24日前付款

2200元/人

2000元/人

9月24日前付款

2300元/人

2200元/人

10月24日前付款

2400元/人

2300元/人

11月24日前付款

2500元/人

2400元/人

现场付款

2800元/人

2500元/人

费用包括会议门票、全套会议资料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。


06

汇款方式及账户

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07

赞助方案



项目


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主题演讲


30分钟主题演讲


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现场1个易拉宝展示


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原文始发于微信公众号(艾邦5G加工展):氮化铝基板烧结:助剂、工艺及气氛三大关键因素

作者 ab