Aluminium -Nitrid -Keramik -Substrate weisen eine extrem hohe thermische Leitfähigkeit, eine hohe elektrische Isolationsrate und die thermischen Expansionseigenschaften auf, ähnlich denen von Halbleitermaterialien wie Siliziumwafern. Sie werden in der elektronischen Verpackungsbranche häufig eingesetzt.
Der Marktführer in Aluminium -Nitrid -Rohstoffpulver ist die Tokuyama Corporation Japans. Es hat eine jährliche Leistung von 840 Tonnen Aluminiumnitridpulver und macht etwa 75% des globalen Marktanteils aus. Tokuyama verwendet hauptsächlich die Karbauthermal-Reduktionsmethode zur Herstellung und Herstellung von Aluminium-Nitridpulver in elektronischer Qualität.
Die Vorteile der Kohlenhydratreduzierungsmethode bestehen darin, dass sie eine breite Palette von Rohstoffen (AL2O3) verwenden und gleichzeitig eine stabile Prozesskontrolle erreichen kann. Das Verfahrensprinzip der Kohlenhilfereduzierungsmethode lautet wie folgt: Wenn der gleichmäßig gemischte Al2O3 und C in einer N2 -Atmosphäre erhitzt werden, wird Al2O3 zuerst reduziert, und dann reagiert das resultierende Produkt AL mit N2, um ALN zu erzeugen. Seine chemische Reaktionsformel ist Al2O3 (s) + 3c (s) + n2 (g) → 2aln (s) + 3co (g). Diese Methode hat einen einfachen Prozess, eine hohe Pulverreinheit, eine kleine Partikelgröße und eine gleichmäßige Verteilung. Die Synthesezeit ist jedoch lang, die Nitring -Temperatur ist relativ hoch, und nach der Reaktion muss übermäßiger Kohlenstoff entfernt werden. Wenn die Kohlenstoffentfernung nicht gründlich und der Restkohlenstoffgehalt im Aluminiumnitridpulver zu hoch ist, hat dies einen großen Einfluss auf die Pulverleistung. Tokuyamas H-Grad-Pulver kann den Restkohlenstoffgehalt auf ≤ 280 ppm steuern, und das G-Grad-Pulver kann es auf ≤ 200 ppm steuern.
Übermäßiger Restkohlenstoffgehalt hat die folgenden Hauptauswirkungen auf Aluminiumnitrid -Keramik -Substrate:
Auswirkungen auf den Sinterprozess: Während des Sinterprozesses der Aluminium -Nitridkeramik beeinflusst der Restkohlenstoffgehalt den Verdichtungsgrad und die Mikrostruktur des Sinterkörpers. Ein zu hoher Restkohlenstoffgehalt kann zum Auftreten von Löchern oder Rissen im gesinterten Körper führen, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die thermische Stabilität des Materials verringert werden.
Auswirkungen auf die thermische Leitfähigkeit: Das Vorhandensein des verbleibenden Kohlenstoffgehalts wirkt sich direkt auf die thermische Leitfähigkeit der Aluminiumnitrid -Keramik aus. Da die thermische Leitfähigkeit von Kohlenstoff viel niedriger ist als die von Aluminiumnitrid, führt ein Anstieg des Restkohlenstoffgehalts zu einer Abnahme der Gesamt -Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid -Keramik.
Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften: Der Restkohlenstoffgehalt wirkt sich auch auf die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumnitrid -Keramik wie Biegefestigkeit und Frakturzähigkeit aus. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass die Temperatur abnimmt, die Biegefestigkeit und die Frakturzähigkeit der Aluminiumnitridkeramik, die eine angemessene Menge an Restkohlenstoff enthält, in gewissem Maße zunehmen. Wenn der verbleibende Kohlenstoffgehalt jedoch zu hoch ist, kann er zu einer Spannungskonzentration im Material führen und dann seine mechanischen Eigenschaften verringern.
Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften: Für Anwendungsfelder, die eine hohe elektrische Isolierung erfordern, kann das Vorhandensein des Restkohlenstoffgehalts die elektrische Isolationsleistung von Aluminiumnitrid -Keramik verringern. Da Kohlenstoff selbst ein leitendes Material ist, erhöht ein zu hoher Restkohlenstoffgehalt die elektrische Leitfähigkeit des Materials und beeinflusst so die Anwendung im Elektronikfeld.
