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什么是氮化鋁？

氮化鋁俗稱共價鍵化合物，是類金剛石氮化物、六方晶系、釬鋅礦晶體結(jié)構(gòu)、無毒白色或類白色原子晶體。氮化鋁的分子式是AIN，氮化鋁經(jīng)過金屬處理，可在大量電子儀器中替代氧化鋁和氧化鉭，氮化鋁可以通過還原氧化鋁和碳或直接氮化鋁來制備。

氮化鋁在惰性氣氛中的高溫下是穩(wěn)定的，在2800℃是熔化，它具有高導(dǎo)熱性和良好的電絕緣性能，以及低介電常數(shù)和介電損耗。這種特性組合使其成為光學(xué)、照明、電子和可再生能源領(lǐng)域許多應(yīng)用的關(guān)鍵先進(jìn)材料。

一、氮化鋁陶瓷概述

氮化鋁粉體純度高、粒徑小、活性高，是制造高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基板的主要原料。氮化鋁陶瓷基板具有高導(dǎo)熱、低膨脹系數(shù)、高強(qiáng)度、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、高電阻率和低介電損耗，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板材料。氮化鋁硬度高、超越傳統(tǒng)氧化鋁，是一種新型耐磨陶瓷材料。

氮化鋁陶瓷基板優(yōu)勢是非常高的熱導(dǎo)率（>170 W/mK）、高電絕緣力（>1.1012Ωcm）、雙環(huán)法強(qiáng)度>320 MPa（雙軸強(qiáng)度）、低熱膨脹4至6x10-6K-1（在20和1000℃之間）、良好的金屬化能力。

二、氮化鋁陶瓷基板的相關(guān)資料

在我國陶瓷基板發(fā)展歷史悠久，在基板種類不斷增加，傳統(tǒng)基材包括纖維基材、FR-4、鋁基材和銅基材。隨著工業(yè)需求的提升和完善，受限于散熱和熱膨脹系數(shù)的匹配，當(dāng)傳統(tǒng)基板性能難以滿足新的需求時，人們不得不開始尋找替代品。在尋找各種需求的過程中，自然會比較各種基材最佳選擇。

作為最佳選擇，采用LAM技術(shù)（激光高速活化金屬化）的氮化鋁陶瓷基板可以使金屬層與陶瓷結(jié)合更緊密，金屬層與陶瓷的結(jié)合強(qiáng)度高。最大值可達(dá)45Pa（陶瓷片的強(qiáng)度大于1mm厚）。氮化鋁基板具有金屬膜層，具有較高的電阻和較低的電阻，導(dǎo)電層的厚度可在1μm～1mm范圍內(nèi)任意定制。

三、為什么氮化鋁陶瓷基板比其它基板貴？

傳統(tǒng)陶瓷基板相比，鋁基板的導(dǎo)熱系數(shù)為1-2W/mk。雖然銅本身的熱導(dǎo)率達(dá)到383.8W/mk，但絕緣層的熱導(dǎo)率只有1.0W/mk左右比較好。1.8W/mk氮化鋁陶瓷基板導(dǎo)熱系數(shù)高，數(shù)據(jù)為170~230W/mk，例如熱膨脹系數(shù)（CTE）。

在LED照明領(lǐng)域，主流基板CTE的平均導(dǎo)熱系數(shù)為14~17ppm/C，硅片的CTE為6ppm/C。在溫差過大、溫度變化較快的情況下，PCB會比芯片封裝膨脹更多，導(dǎo)致拆焊問題。在這樣的困擾下氮化鋁陶瓷基板的CTE為4-5ppm/C，更亮更接近芯片的膨脹率，可以有效避免類似情況。

另外，氮化鋁陶瓷基板不含有機(jī)成分，銅層不含氧化層。使用壽命長可在還原氣氛中長期使用，適用于航空航天設(shè)備。氮化鋁陶瓷基板在市場上應(yīng)用廣泛，由于它們的低頻損耗和低介電常數(shù)，可以設(shè)計和組裝高頻電路。并且可以進(jìn)行高密度組裝，線/間距（L/S）分辨率可達(dá)20μm，在當(dāng)前輕薄化的趨勢下，非常有利于短、輕、薄的器件。

陶瓷基板的生產(chǎn)市場在海外，近年來為實現(xiàn)氮化鋁陶瓷基板的國產(chǎn)化，利用自主研發(fā)的優(yōu)勢和國內(nèi)市場對氮化鋁基板日益增長的需求。為技術(shù)研發(fā)打下更好的基礎(chǔ)，因此占據(jù)行業(yè)一線的地位，在國內(nèi)DPC企業(yè)也對此更加重視氮化鋁陶瓷基板優(yōu)勢突出。