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聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究

现代信息产业中电子、微电子和光电子元件的高功率化、高密度化、高集成化与高运行速度,迫切需要新一代同时具有高热导、低介电常数、低介电损耗、热膨胀小、高绝缘等优异性能的基板材料、封装材料和绝缘介质材料。氮化铝具有很高的导热性,同时介电性能好、热膨胀系数小,是先进集成电路优异的候选材料。聚酰亚胺是目前聚合物中最耐高温、高强度的品种之一,它还具有低介电、高绝缘、热膨胀小等优点,在微电子行业被广泛用作层间介质、封装材料、印刷电路板等。聚酰亚胺/氮化铝复合材料结合了聚酰亚胺和氮化铝的各自优点,而且还具有聚合物基复合材料重量轻、易加工成各种复杂的形状、化学稳定性好和性能可调节等特点,应用于现代微电子领域前景良好。本文首先研究了聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备方法,用原位聚合法和PMR工艺法分别制备了两大类聚酰亚胺/氮化铝复合材料,并用DSC、H-NMR、FTIR、SEM、TG等对单体、制备过程、最终复合材料进行了分析和表征。制备了不同氮化铝含量  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

《真空电子技术》2017年05期
真空电子技术

大功率IGBT模块用氮化铝DBC基板技术研究

随着中国高铁、地铁、动车、风力发电、光伏发电、电动/混合动力汽车等领域的快速发展,市场对大功率IGBT模块的需求量越来越大,减小尺寸、减轻重量以及提高系统效率和可靠性是技术及市场的发展趋势,英飞凌的IGBT从第一代到第五代芯片尺寸已经缩减了60%~70%,但是功率却是逐代增大,这样就对芯片及DBC基板的散热性能提出更高的要求,英飞凌将IGBT芯片的厚度减薄,已经实现了50~70μm厚的晶圆制备,这样芯片的热阻将按比例降低;提高DBC基板的热导率是另一条有效途径。氮化铝DBC基板因其高的热导性能(≥170W/m·K)和无毒特性在大功率电子器件中有很大的应用前景[1],另外与Si的热膨胀系数比较接近,使其成为大功率IGBT散热基板的最佳选择,能够很好地解决热管理问题。然而,与氧化铝不同,氮化铝作为共价键结合的原子晶体,铜及铜的氧化物在其表面难以润湿、铺展,形成完美键合更不可能。因此氮化铝DBC制备的前提是在氮化铝表面形成可润湿铜及铜...  (本文共6页) 阅读全文>>

《真空电子技术》2017年05期
真空电子技术

真空电子功率器件用AlN陶瓷输出窗

陶瓷在微波功率器件输出窗组件中具有特殊的地位和作用,其作用是将器件内部电磁波能量输出到波导系统中。由于近来器件功率急剧增大,而输出窗的尺寸又往往减小,这就导致微波电磁场强度、击穿电压、介质损耗等参数增大,使窗片发热、升温而损坏。早期输出窗大多采用95%Al2O3陶瓷盒形窗,并且在微波器件中得到广泛而有效的应用。在厘米和分米波段上,可以传输几十千瓦的连续波功率。业已证明:该种输出窗相当容易匹配,并在10cm波长上可通过连续波达80kW功率[1]。由于95%Al2O3陶瓷热导率的低下,且介电常数偏大,因而用99%BeO陶瓷取代95%Al2O3陶瓷作为输出窗已应运而生。有热测表明[2]:在某S波段管型上,保持其他部件不变的状态下,Al2O3输出窗在输出功率为27.2kW时即已出现炸裂,而用BeO输出窗,其输出功率容量可提高到54kW,相比之下,功率提高了一倍。BeO瓷输出窗的研究和应用已不乏实例。例如,某S波段1 MW多注速调管[3]...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技传播》2010年05期
科技传播

氮化铝陶瓷的研究和应用进展

氮化铝(AlN)是一种综合性能优良新型陶瓷材料,具有点。[4]优良的热传导性,可靠的电绝缘性,低的介电常数和介电损2AlN陶瓷的复合改性耗,无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性,被2.1AlN作为性能改进相认为是新一代高集程度半导体基片和电子器件封装的理想材料,受到了国内外研究者的广泛重视.在理论上,AlN的热导当前为了改善陶瓷材料脆性的弱点,开展了许多研究丁作。率为320W/(m),工业上实际制备的多晶氮化铝的热导率也可达其中通过添加第二相、第三相颗粒形成复相陶瓷也成为改善陶100~250W/(m),该数值是传统基片材料氧化铝热导率的5倍瓷材料韧性的蓖婴手段,此方法与添加晶须、纤维等方法相比,~10倍,接近于氧化铍的热导率,但由于氧化铍有剧毒,在工具有价格低廉、容易制备等特点。碳化硅材料由丁其高硬度,业生产中逐渐被停止使用。与其它几种陶瓷材料相比较,氮化高温强度,耐磨,耐腐蚀,密度比较小等优良性能,在机械、铝陶瓷综合...  (本文共2页) 阅读全文>>

《佛山陶瓷》2002年04期
佛山陶瓷

氮化铝陶瓷及其用途

随着非氧化物陶瓷材料的研究日益受到重视,氮化铝陶瓷以其高热导率、与硅相匹配的热膨胀系数、比强度高、密度低及无毒等优点,成为微电子工业中新一代的电路基板、封装材料。由于它适应了新一代信息材料迅速发展的需求,近年来取得显著进展。氮化铝(AlN)为共价健化合物,晶体结构为六方与立方两种。其中立方晶型仅在超高压与薄膜生长条件下才能制取。常见的AlN陶瓷均呈六方纤锌矿结构。理论密度为3.26g/cm3,莫氏硬度为7~8,分解温度为2200~2250℃。氮化铝粉末呈白色或灰白色。氮化铝制品的密度与选择的添加剂种类及添加量,制备工艺有关。AlN陶瓷在热学、电学、机械及其它性能方面都是一种很优越的材料,耐酸性比较好,但抗碱性较差。1 氮化铝陶瓷粉末制备有直接氮化法、自蔓延法、碳热还原氮化法、铝卤化物与氮化反应法、有机盐裂解法及超微AlN粉末制备等6种方法。1.1直接氮化法该法是最早用来制备氮化铝粉末的方法。其化学反应式为:2Al+N2→2AlN...  (本文共2页) 阅读全文>>

《硅酸盐通报》2002年05期
硅酸盐通报

氮化铝粉末的制备方法与机理

氮化铝 (AlN)是一种具有纤锌矿型结构形态的难熔化合物[1 ] 。氮化铝晶体是以 [AlN4]四面体为结构单位 ,具有Warzite结构的共价键化合物。密度为 3 .2 6g/cm3,晶格常数a =3 .1 1 ,c =4.980 ,属于六方晶系 ,在常压下分解温度为 2 4 80℃[2 ] 。氮化铝材料的优点是室温强度高 ,且强度随温度升高而下降较缓[3] 。此外 ,它还具有高的热导 (2 5℃ :0 .0 0 4 2cal/s·cm·℃ )和低的热膨胀系数(2 0~ 5 0 0℃ :4.8× 1 0 - 6/℃ ;1 0 0~ 1 0 0 0℃ :5 .7×1 0 - 6/℃ ) ,是一种良好的耐热冲击材料[4] 。利用它的较高的体积电阻率、绝缘强度、导热率、较低的热膨胀系数和介电常数 ,可用作大功率半导体器件的绝缘基片、大规模和超大规模集成电路的散热基片和封装基片 ;利用它的高声波传导速度特性 ,可用作高频信息处理机中的...  (本文共5页) 阅读全文>>