中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近年來(lái)，受益市場(chǎng)需求增長(zhǎng)和政策紅利，電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。其因具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)，以及硬度高、耐磨損、斷裂韌性高等優(yōu)點(diǎn)，在電子、通訊、自動(dòng)化、能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)等領(lǐng)域起到關(guān)鍵作用。
電子陶瓷的優(yōu)良性能基于其粉體的高質(zhì)量。因此，高質(zhì)量陶瓷粉體的制備是獲得性能優(yōu)良電子陶瓷的關(guān)鍵。目前常用的電子陶瓷材料中，氧化鋁和氮化鋁具有較為優(yōu)異的綜合性能，是目前電子行業(yè)中關(guān)注度較高的兩種材料。
氧化鋁：成本低，應(yīng)用廣
在電子陶瓷封裝材料中，氧化鋁具有較為優(yōu)異的綜合性能，是目前電子行業(yè)中應(yīng)用最廣的陶瓷材料，占陶瓷基板總量的90%，已成為電子工業(yè)中不可或缺的材料。電子陶瓷應(yīng)用最廣的是4N高純氧化鋁，整體純度99.99%，近年來(lái)以5G通信為主的電子通信市場(chǎng)正飛速發(fā)展，產(chǎn)品技術(shù)也在不斷革新，高頻高速信號(hào)對(duì)材料的的要求也日益增加。而在材料的選擇上，高純氧化鋁由于能很好地滿足高頻信號(hào)特性，因此成為首選。
那么，高純氧化鋁如何更好地應(yīng)用在電子陶瓷領(lǐng)域？從理論角度、實(shí)際應(yīng)用的角度考慮，首先是從微觀形貌上講，關(guān)注電子陶瓷領(lǐng)域核心的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)會(huì)關(guān)注兩個(gè)方向：高純氧化鋁的燒結(jié)活性和高純氧化鋁的應(yīng)用特性(即粉體在下游使用的過(guò)程當(dāng)中能更便于加工制造)。
從微觀形貌來(lái)看，高純氧化鋁可以做成球形、刺狀、類(lèi)球形、棱體狀、納米級(jí)片狀等，通過(guò)微觀形貌的控制，可能在下游的應(yīng)用過(guò)程中，例如下一步的陶瓷制漿的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)微觀形貌它的控制以后，更容易進(jìn)行很好的分散，解決大顆粒等各方面問(wèn)題，再下一步燒結(jié)的過(guò)程中，均勻的顆粒，微觀控制，能按照自身要求更好的掌控晶粒的大小和均勻性。
基于高純氧化鋁的燒結(jié)活性和應(yīng)用特性，棱體狀氧化鋁可以應(yīng)用于催化劑載體、1μm左右的氧化鋁吸盤(pán)；根據(jù)導(dǎo)熱材料方面應(yīng)用，對(duì)氧化鋁粉體進(jìn)行細(xì)化，降低表面活性，做成單晶狀；考慮到流延性能的應(yīng)用，制作成球狀的氧化鋁。適用于不同的拋光應(yīng)用的氧化鋁，對(duì)氧化鋁的形貌和顆粒均勻性進(jìn)行了單獨(dú)處理。
氮化鋁：性能佳，前景好
氮化鋁(AlN)具有高熱導(dǎo)、高電阻、低介電損耗、低膨脹以及良好的力學(xué)性能等特性，可用作高性能導(dǎo)熱基板和陶瓷封裝材料。
氮化鋁陶瓷基板是一種新型基板材料，具有良好的導(dǎo)熱性、可靠的電絕緣性、低介電常數(shù)和介電損耗、無(wú)毒、與硅的熱膨脹系數(shù)相匹配等一系列優(yōu)良特性，被認(rèn)為是新一代高集成度半導(dǎo)體基板和電子封裝的理想選擇材料。但氮化鋁陶瓷基板核心原料氮化鋁粉的制備工藝復(fù)雜、能耗高、周期長(zhǎng)、成本高。高成本限制了氮化鋁陶瓷基板的廣泛應(yīng)用，因此氮化鋁陶瓷基板主要應(yīng)用于高端行業(yè)。
近年來(lái)，電子器件向高密度、高頻、高功率、高可靠性、微型化、多功能化方向發(fā)展，散熱問(wèn)題逐漸凸顯，高導(dǎo)熱電絕緣材料成為電子系統(tǒng)高度集成化和小型化的突破口，其中，電子陶瓷成為解決散熱問(wèn)題的重要方向。AlN具有高熱導(dǎo)、高電阻、低介電損耗、低膨脹、優(yōu)異的耐熱震性及良好的力學(xué)性能等特性，可用作新一代理想的“高性能”、“結(jié)構(gòu)功能一體化”導(dǎo)熱絕緣材料。此外，AlN填料還可用來(lái)調(diào)控聚合物的導(dǎo)熱率和剛度，降低其熱膨脹系數(shù)，被看作是取代 Al2O3 和SiO2用作塑封材料最有前景的填料。
高導(dǎo)熱AlN作為封裝體材料，需要考慮其力學(xué)性能和加工工藝；對(duì)于共燒基片，需要考慮導(dǎo)體漿料與陶瓷流延片之間熱配性。其次是粉體質(zhì)量，需要關(guān)注氮化鋁的親氧活性及晶格散射效應(yīng)，全面掌握氮化鋁的應(yīng)用特性，高純的AlN粉體在電子陶瓷領(lǐng)域應(yīng)用具有更高的可靠性。
想知道，高純的鋁基陶瓷材料在如何更好的利用于電子陶瓷中？中國(guó)粉體網(wǎng)將于2023年12月20-21日在湖北宜昌舉辦“第六屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，屆時(shí)，中鋁新材料有限公司高純氧化鋁事業(yè)部經(jīng)理?xiàng)顓擦?/strong>將帶來(lái)題為《電子陶瓷用鋁基粉體材料生產(chǎn)技術(shù)研究》的報(bào)告。將對(duì)電子陶瓷用高純氧化鋁和高純氮化鋁兩系列產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
參考來(lái)源：
楊叢林：電子陶瓷用高純氧化鋁/氮化鋁粉體的制備技術(shù)研究，中鋁新材料
何端鵬等：高熱導(dǎo)電絕緣氮化鋁陶瓷在宇航器件中的應(yīng)用：概述、挑戰(zhàn)和展望，硅酸鹽學(xué)報(bào)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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