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火热的氮化铝(AlN​)陶瓷基板制备工艺简介

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,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。

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虽然热压、等静压适用于制备高性能的片式氮化铝,但成本高、生产效率低,无法满足电子工业对氮化铝陶瓷基片用量日益增加的需求。为了解决这一问题,近年来很多厂家采用流延法成型氮化铝陶瓷基片。流延法也已成为电子工业用氮化铝陶瓷基板的主要成型工艺。

氮化铝基板工艺流程


一、球磨制浆

在氮化铝浆料制备中,通常要加入有机混合溶剂如分散剂及粘结剂、 塑性剂等以获得易于流延成型的浆料特性。除此之外,一般还会加入Y2O3用作在常压烧结条件下起着烧结助剂的作用。浆料的粘度对基板的性能有重要的影响。而影响浆料粘度的因素有研磨时间、 有机混合溶剂掺量、 分散剂掺量及粘结剂、 塑性剂等。所以浆料的配方选择、工艺控制对陶瓷基板的性能影响十分显著。

二、流延成型

图源自丸和官网

流延成型生产效率高,易于实现生产连续化和自动化,降低成本,实现大批量生产。生产的基板厚度可薄至10µm以下,厚可至1mm以上。流延成型是AlN氮化铝陶瓷基板向实用化转化的重要一步,有着重要的应用前景。

与其他成型工艺相比,流延成型具有很多优点:

1)设备工艺简单,可连续生产;

2)可制备单相或复相陶瓷薄片材料;

3)产品的缺陷小,性能均一,生产效率高,可连续操作;

4)均可大、小批量生产,适于工业生产;

5)非常适用于大型薄板的陶瓷部件的制备,这是流延成型最大的特点,是压制或者挤压成型工艺很难实现的。

三、排胶

图源自合肥费舍罗

经流延法制得的基片素坯,由于内含大量的有机物,其内部的孔隙率较大,强度较低,若直接进行烧结,会导致基板产生较强的收缩,基板翘曲,而且在烧结时还会导致坯片的相互粘结,影响基板的成品率和热导率。为了防止以上缺陷的产生,在1100℃的氮气气氛炉中预烧后在进行烧结,可以提高素坯强度,减少孔隙率,得到平整度高、性能良好的AlN基板材料。

四、烧结

图源自岛津官网

在经排胶之后,氮化铝基板将进行高温烧结。高导热氮化铝基片的烧结工艺重点包括烧结方式、烧结助剂的添加、烧结气氛的控制等。

由于AlN属于共价化合物,自扩散系数小,烧结致密化非常困难,通常需要使用稀土金属氧化物和碱土金属氧化物作为烧结助剂来促进烧结,但仍需要1800℃以上的烧结温度。通过以下三种途径可以获得致密的高性能氮化铝陶瓷:(1)使用超细粉;(2)热压或等静压;(3)引入烧结助剂

AlN基片较常用的烧结工艺一般有5种,即热压烧结、无压烧结、微波烧结、放电等离子烧结和自蔓延烧结。其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。

氮化铝陶瓷基版从粉体的制备、再到配方混料、基板成型、烧结及后期加工等特殊要求很高,尤其是在高端产品领域对产品性能、稳定性等要求更高,再加上设备投资大、制造工艺复杂,其准入门槛较高。当前在国内氮化铝陶瓷基板能真正量产的企业并不多。但由于电子陶瓷产品的国产化进程加速,再加上氮化铝陶瓷基板本身的物化特性,在功率晶体管模块基板激光二极管安装基板,以及作为高导热基板材料在IC封装中的使用越来越多,近几年入局氮化铝基板的企业越来越多。尽管目前氮化铝基板的性能与国外仍有差距,但相信在不久的将来特别是在高端用产品上将蓬勃发展。

如您有关于氮化铝基板制备的心得与疑难点,可扫码加群交流。

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活动推荐:

2021第四届电子陶瓷展览会(8月23日-25日·深圳宝安)

深圳国际会展中心2号馆(宝安新馆)

01官方网站

https://www.cmpe360.com/

02展会规模

展出2万平米、1,000个摊位、500多家展商、50,000名专业观众;汇聚电子陶瓷产业链上下游企业!

03展览范围

LTCC/HTCC等陶瓷基板

氧化铝、氮化铝、氮化硅、钛酸钡、介质陶瓷粉体、玻璃粉、陶瓷基板、有机粘合剂、生瓷带、 电子浆料、焊料、网版、载带包装、聚酯膜、助剂耗材、耐火材料等;

粉体制备设备、砂磨机、喷雾造粒、流延机、打孔机、激光设备、裁片机、印刷设备、叠片机、热压机、等静压机、烧结炉、网络分析仪、外观检测、自动化设备、测包编带机等;

MLCC

钛酸钡、稀土氧化物、玻璃粉、陶瓷基板、有机粘合剂、生瓷带、 电子浆料、焊料、网版、载带包装、聚酯膜、助剂耗材、耐火材料等;

粉体制备设备、砂磨机、喷雾造粒、流延机、打孔机、激光设备、裁片机、印刷设备、叠片机、热压机、等静压机、烧结炉、网络分析仪、外观检测、自动化设备、测包编带机等;

微波介质陶瓷

介质陶瓷粉体、氧化铝、氧化锆、氢氧化镁、钛酸盐、稀土氧化物、陶瓷介质滤波器、陶瓷天线、介质谐振器、介质双工器、电子浆料、PIN针、载带包装、导电布、铝箔、PCB、焊料、有机粘结剂、助剂耗材、承烧板、耐火材料等;

粉体制备设备、砂磨机、喷雾干燥机、密炼机、造粒机、干压机、注塑机、流延机、模具、精雕机、脱脂炉、烧结炉、磨抛设备、CNC精雕机、喷银机、浸银机、镀膜设备、印刷、电镀、烘银炉、烧银炉、激光设备、网络分析仪、镀层检测、点胶、焊接、测试、自动化设备、测包机等;

04开幕式

8月23日 上午10:00于2号馆举行;

预登记观众走快捷通道;现场观众请携名片两张登记进场,免费参观;

05同期论坛

论坛一:电子陶瓷元器件电容原材料及加工专场论坛

1

电子元器件尺寸检测应用新技术

中图仪器 销售总监 王彬

2

5G介质滤波器陶瓷粉料的研磨及导电银浆的分散研磨

龙鑫 李军 技术总监

3

MLCC用陶瓷粉体制备进展

东营创新世纪光电材料 张国刚

4

应用于LTCC元器件视觉外观检测方案

待定

5

三辊机应用于电子陶瓷行业的国产化解决方案

待定

6

MLCC元器件亟需解决的关键设备

待定

7

电子陶瓷关键材料研发及应用进展

待定

论坛二:陶瓷基板材料及加工专场论坛

1

低介电中空陶瓷材料在LTCC上的应用

江门东有科技 黎兆早 总经理

2

PVD设备在DPC陶瓷基板的应用

广东振华 张德云 总经理

3

应用于陶瓷行业智能化烧结设备

恒力

4

电子陶瓷生产关键精密设备简介

待定

5

氮化铝基板国产业化进展

待定

6

LTCC技术制造工艺注意事项

待定

目前已报名参展的部分企业名单:

公司名

展位号

中国电子科技集团公司第二研究所

2C29

广东鑫信智能装备有限公司

2A41

珠海真理光学仪器有限公司

2B01

长沙建宇网印机电设备有限公司

2B53

东莞市光华机电有限公司

2B12

合肥恒力装备有限公司

2B83

深圳市中图仪器股份有限公司

2A65

东莞鑫傲众研磨科技有限公司

2B13

武汉华工激光工程有限责任公司

2A25

东莞市世创数控刀具有限公司

2C01

现代精密塑胶模具(深圳)有限公司

2C61

东莞市昶丰机械科技有限公司

2B77

江门市东有科技有限公司

2B16

深圳市凯力诚实业发展有限公司

2A45

东莞市陆海新材料科技有限公司

2C29

合肥费舍罗热工装备有限公司

2G43

上海煊廷丝印设备有限公司

2B11

深圳思博威激光科技有限公司

2A56

东莞市腾科自动化设备有限公司

2B47

东莞市宏康机械有限公司

2B47

广东派勒智能纳米科技有限公司

2B37

广州市精程达精密机械有限公司(创芯旗)

2B35

大族激光科技产业集团股份有限公司

2B57

东莞市迪奥数控设备有限公司

2A19

深圳市和力泰科技集团有限公司

2D86

合肥高歌先进电炉装备有限公司

2B25

东莞鸿星智能科技有限公司

2A17

上海住荣科技有限公司

2D38

深圳市康柏工业陶瓷有限公司

2D17

东莞市利腾达智能装备有限公司

2C08

柘城惠丰钻石科技股份有限公司

2D01

深圳市驿嘉国际货运代理有限公司

2E33

道益精密科技(安徽)有限公司

2B29

常州市龙鑫智能装备有限公司

2A23

东营市创新世纪光电材料有限责任公司

2B09

深圳市利盈精密机械有限公司

2E25

肇庆市昊达机电设备有限公司

2E25

东莞市瑞科智能科技有限公司

2E14

东莞市长新精密技术有限公司

2D89

东莞市柯睿电子有限公司

2E99

东莞市佰昌硅橡胶有限公司

2E58

深圳市九号云朵科技有限公司

2E65

深圳市森康科技有限公司

2E13

深圳市斯诺顿仪器设备有限公司

2E28

深圳永探电子有限公司

2E09

深圳雷粤机械设备有限公司

2E35

合肥泰络电子装备有限公司

2A05A

广东鲲镕纳米材料有限公司(御湃新材料)

2B02

深圳西斯特科技有限公司

2C41

梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司

2D39

北京国瑞升科技股份有限公司

2B52

河北思瑞恩新材料科技有限公司

2B21

深圳市光道激光技术有限公司

2B23

广州海泰克科技有限公司

2C22

无锡市阿特兹智能装备有限公司

2C24

天津研一自动化科技有限公司

2B50

深圳市优图科技有限公司

2C21

深圳市东科自动化设备有限公司

2C23

东莞市琅菱机械有限公司

2A01

苏州鸿昱莱机电科技有限公司

2C17

深圳市铭奋电子科技有限公司

2A01A

深圳市标谱半导体科技有限公司

2A09A

浙江矽瓷科技有限公司

2A13A

钢研纳克检测技术股份有限公司

2A01B

郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司

2B15

深圳市索恩达电子有限公司

2C19

广州柏励司研磨介质有限公司

2B51

07收费标准

2021年预定价格

标准展位(9平米)

单边开口:¥12,800元/个双边开口:¥13,800元/个

3M*3M=9m2;包括三面围板、咨询台*1、玻璃圆桌*1、座椅*3、射灯*2、220V/5V插座*1、楣板*1、地毯

空地展位/特装展位(18平米起租)

¥1,300元/平米

特装管理费30元/m2;被指定区域无任何设施;展位制作搭建、搭建用电费、地毯及特装(拆除)押金等费用由参展企业自行承担

08参展联系方式

详情请联系

王先生:183 1905 5312
陈小姐:183 1867 6293
李小姐:188 2463 1797
或扫码添加微信 咨询展会详情

观众预登记:长按识别下方二维码




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