氮化铝AIN导热界面填料和陶瓷电路板性能

市场中客户需要量数最多的氮化铝陶瓷电路板，在功率大的集成电路芯片广泛应用。所采用的电路板原材料一直延用AL2O3三氧化二铝和Beo陶瓷，可是AL2O3三氧化二铝基材的导热率低、线膨胀系数与Si不太配对；Beo尽管具备出色的综合型能，但是其具有很高的产品成本和有毒的缺陷限制它项目研究。因此不论是特性、成本费、环保规定方面来讲AL2O3和Beo陶瓷早已无法满足电子器件电力电子器件发展和要求了，取代它的是氮化铝陶瓷电路板。氮化铝陶瓷是以AlN氮化铝为主要晶相的陶瓷。其机械性能好，抗弯强度高于Al2O3和BeO陶瓷，可常压烧结。氮化铝陶瓷具有优良的电性能（介电常数、介电损耗、体电阻率、介电强度）和良好的透光特性，氮化铝AIN除了在陶瓷电路板应用外，在导热界面填料中导热灌封胶、导热硅脂、导热凝胶、导热塑料、导热双面胶、导热粘接胶、导热结构胶、导热覆铜板填料等。

一、AlN氮化铝粉末特性应用在陶瓷电路板

AlN氮化铝硬度高，超越传统氧化铝，是一种新型耐磨陶瓷材料。但由于成本高，只能用于磨损严重的地区。在各个方面都是有着广泛应用市场前景，特别是其具有较高的导热率、低介电常数、低介质损耗、良好的绝缘性，与硅相符的线膨胀系数及无毒性等特点，使之变成密度高的、功率大的和快速集成化电路板与封装基板的最佳原材料。纯度高、粒径小、活性高。是制造高导热氮化铝陶瓷基板的主要原料。

长期以来，Al2O3 和 BeO 陶瓷是大功率封装的两种主要基板材料。然而，这两种基板材料具有固有的缺点。Al2O3 导热系数低，热膨胀系数与芯片材料不匹配。BeO虽然综合性能优良，但生产成本高。

二、氮化铝陶瓷电路板是导热率相对较高的排热基材

在氮化铝一系列关键特性中，更为明显的是中导热率。其核心原理为：利用点阵式或晶格常数振动，即依靠晶格常数波或热波开展传送。氮化铝陶瓷为绝缘层陶瓷原材料，针对绝缘层陶瓷原材料，热量以分子震动方法传送，归属于声子传热，声子在它传热环节中饰演者重要角色。氮化铝导热系数本质上可以达到320W(m·K)，但是由于氮化铝含有杂物和缺点，造成氮化铝陶瓷电路板的导热率无法达到标准偏差。氮化铝粉末状中残渣通常是氧、碳，此外还有少量重金属离子残渣，在晶格常数中获得各种各样缺点方式，这种缺点对声子的透射也会导致导热系数。AlN氮化铝耐热，耐熔融金属侵蚀。AlN 对酸稳定，但在碱性溶液中容易腐蚀。当暴露在潮湿空气中时，新形成的 AlN 表面会发生反应，形成一层薄薄的氧化膜。利用这一特性，可用作熔炼铝、铜、银、铅等金属的坩埚和烧制模具材料。

审核编辑 黄宇