Процесс производства керамических подложек AlN

Керамика из нитрида алюминия (AlN) обладают превосходными общими свойствами и в последние годы стали широко исследуемым передовым керамическим материалом нового поколения. Он обладает высокой теплопроводностью, низкой диэлектрической проницаемостью, низкими диэлектрическими потерями, отличной электроизоляцией, коэффициентом теплового расширения, совместимым с кремнием, и нетоксичностью, что делает его идеальным материалом для высокоплотных, мощных и высокоскоростных интегрированных устройств. подложки и упаковка схем.

Хотя горячее прессование и изостатическое прессование подходят для производства высокопроизводительных АлН керамикаЭти методы являются дорогостоящими и имеют низкую эффективность производства, что не может удовлетворить растущий спрос на Керамические подложки AlN в электронной промышленности. Чтобы решить эту проблему, многие производители внедрили процесс литья крана для изготовления керамических подложек AlN в последние годы. Таким образом, литье в метчик стало основным процессом формования керамических подложек AlN, используемых в электронной промышленности.

1. Шаровое измельчение и приготовление суспензии

При приготовлении суспензии AlN обычно добавляют органические растворители, такие как диспергаторы, связующие и пластификаторы, для достижения желаемых реологических свойств для облегчения литья. Кроме того, Y₂O₃ часто добавляют в качестве вспомогательного средства для спекания, способствующего спеканию при нормальном атмосферном давлении. Вязкость суспензии оказывает существенное влияние на характеристики подложки. Факторы, влияющие на вязкость, включают время измельчения, количество органических растворителей, диспергаторов, связующих и пластификаторов. Таким образом, выбор рецептуры суспензии и управления процессом оказывают существенное влияние на характеристики керамической подложки.

2. Нажмите «Кастинг».

Формование методом литья под давлением — это высокоэффективный процесс, который обеспечивает непрерывное и автоматизированное производство, снижает затраты и обеспечивает массовое производство. Толщина полученной подложки может варьироваться от менее 10 мкм до более 1 мм. Литье метчиком является важным шагом в практическом применении керамических подложек AlN и имеет большой потенциал для будущего применения. По сравнению с другими методами формования литье в метчик имеет ряд преимуществ:

1. Простое оборудование и процесс, обеспечивающие непрерывное производство.
2. Способен производить однофазные или многофазные керамические тонкие пленки.
3. Минимальные дефекты, равномерная производительность, высокая эффективность производства и непрерывная работа.
4. Подходит как для крупносерийного, так и для мелкосерийного производства, что делает его идеальным для промышленного производства.
5. Особенно подходит для изготовления больших и тонких керамических деталей, чего трудно достичь методами прессования или экструзии.

3. Дегазация

Необожженная масса подложки, полученная методом литья в кран, содержит большое количество органических материалов, что приводит к высокой пористости и низкой прочности. При прямом спекании это может привести к чрезмерной усадке, короблению подложки и слипанию между сырцами во время спекания, что влияет на выход продукта и теплопроводность. Чтобы предотвратить эти дефекты, сырое изделие перед спеканием предварительно обжигают в печи в атмосфере азота при температуре 1100°C. Это помогает повысить прочность сырца, уменьшить пористость и получить подложки из AlN с высокой плоскостностью и хорошими характеристиками.

4. Спекание

После дегазации подложки AlN подвергаются высокотемпературному спеканию. Процесс спекания подложек AlN с высокой теплопроводностью фокусируется на методах спекания, добавлении вспомогательных средств для спекания и контроле атмосферы спекания.

Поскольку AlN является ковалентным соединением с малым коэффициентом самодиффузии, уплотнение при спекании очень затруднено. Оксиды редкоземельных металлов и оксиды щелочноземельных металлов обычно используются в качестве вспомогательных средств для ускорения спекания, хотя обычно требуются температуры выше 1800 ° C. Существует три основных способа получения плотной и высокопроизводительной керамики AlN:

1. Использование ультратонких порошков;
2. Горячее прессование или изостатическое прессование;
3. Внедрение вспомогательных средств для спекания.

Пять основных методов спекания подложек AlN включают спекание в горячем прессе, спекание без давления, микроволновое спекание, искровое плазменное спекание (SPS) и самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). Среди них спекание горячим прессованием в настоящее время является основным методом производства плотной керамики AlN с высокой теплопроводностью.

Сямынь ДжучиПорошок AlN имеет характеристики hвысокая чистота, лсодержание кислорода, чвысокая спекающая активность иРаспределение арф по размерам. и он широко используется для Литье метчика подложка AlN.