AlN應(yīng)用性能出眾(一）

氮化鋁熱導(dǎo)性絕緣性出眾，其熱膨脹系數(shù)與硅相匹配：

氮化鋁因出眾的熱導(dǎo)性及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)，成為電子領(lǐng)域備受關(guān)注的 材料。氮化鋁是一種六方晶系釬鋅礦型結(jié)構(gòu)形態(tài)的共價(jià)鍵化合物，其具有一系列優(yōu) 良特性，包括優(yōu)良的熱導(dǎo)性、可靠的電絕緣性、低的介電常數(shù)和介電損耗、無(wú)毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)等。它既是新一代散熱基板和電子器件封裝的理想材料，也 可用于熱交換器、壓電陶瓷及薄膜、導(dǎo)熱填料等，應(yīng)用前景廣闊。 AlN 的晶體結(jié)構(gòu)決定了其出色的熱導(dǎo)性和絕緣性。根據(jù)《氮化鋁陶瓷的流延成型 及燒結(jié)體性能研究》的研究中提到，由于組成 AlN 分子的兩種元素的原子量小，晶體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)諧性好，形成的Al-N 鍵鍵長(zhǎng)短，鍵能大，而且共價(jià)鍵的共振有利于聲子傳熱機(jī)制，使得AlN 材料具備優(yōu)異于一般非金屬材料的熱傳導(dǎo)性，此外 AlN 具備高熔點(diǎn)、高硬度以及較高的熱導(dǎo)率，和較好的介電性能。

AlN 相較其他陶瓷材料，與硅相匹配的熱膨脹系數(shù)，加上優(yōu)秀的熱導(dǎo)性，更有利于應(yīng)用于電子產(chǎn)業(yè)。根據(jù)《AlN 陶瓷熱導(dǎo)率及抗彎強(qiáng)度影響因素研究的新進(jìn)展》的研 究中提到，AlN 因其熱膨脹系數(shù)與 Si 匹配度高而被廣泛關(guān)注，而傳統(tǒng)的基板材料如 Al2O3 由于其熱導(dǎo)率低，其值約為 AlN 陶瓷的 1/5 且線膨脹系數(shù)與 Si 不匹配，已經(jīng)不 能夠滿足實(shí)際需求。BeO 與 SiC 陶瓷基板的熱導(dǎo)率也相對(duì)較高，但 BeO 毒性高，SiC 絕緣性不好。而AlN 作為一種新型高導(dǎo)熱陶瓷材料，具有熱膨脹系數(shù)與 Si 接近、散熱性能優(yōu)良、無(wú)毒等特性，有望成為替代電子工業(yè)用陶瓷基板 Al2O3、SiC 和 BeO 的極佳材料。