Керамические пластины из нитрида алюминия (AlN) широко используются в таких областях, как мощная электронная упаковка, полупроводниковые теплоотводящие подложки и радиочастотные устройства, благодаря своей превосходной теплопроводности (170~230 Вт/(м-К)), высокой электроизоляции и отличным механическим свойствам.

Хотя горячее прессование и изостатическое прессование подходят для подготовки высокоэффективных листов из нитрида алюминия, они имеют такие проблемы, как высокая стоимость и низкая эффективность производства. Чтобы решить эту проблему, компания Great Ceramic использует ленточное литье для подготовки высокопроизводительных керамических листов из нитрида алюминия. (Ленточное литье - это основной процесс формовки листов ALN, используемых в электронной промышленности).

Для приготовления суспензии нитрида алюминия с хорошей текучестью порошок нитрида алюминия, вспомогательные вещества для спекания (например, оксид иттрия, Y2O3), органические растворители (например, этанол, толуол), связующие и диспергаторы полностью перемешиваются и измельчаются в шаровой мельнице.

В этом процессе добавляются смешанные органические растворители, диспергаторы, связующие и пластификаторы для придания суспензии хороших свойств ленточного литья. Среди них оксид иттрия (Y2O3) в качестве добавки для спекания может способствовать уплотнению материалов в условиях спекания под нормальным давлением.

Вязкость суспензии является важным фактором, влияющим на характеристики конечного субстрата. Основные факторы, влияющие на вязкость, включают:

• Время измельчения: Продолжительность измельчения напрямую влияет на дисперсность порошка и вязкость суспензии.
• Количество органического смешанного растворителя: Пропорция растворителей изменяет текучесть суспензии.
• Количество диспергатора: Диспергатор помогает равномерно диспергировать порошок и избежать агломерации.
• Количество связующего и пластификатора: Эти добавки влияют на формуемость и прочность суспензии.

Поэтому выбор рецептуры и контроль процесса приготовления суспензии имеют решающее значение для характеристик керамических подложек из нитрида алюминия.

Литье ленты стало ключевой технологией для массового производства керамических подложек из нитрида алюминия благодаря высокой эффективности производства и легкости достижения непрерывного и автоматизированного производства. Этот процесс позволяет не только значительно снизить производственные затраты, но и гибко регулировать толщину подложки - от ультратонких подложек толщиной менее 10 мкм до толстых подложек толщиной более 1 мм.

По сравнению с другими процессами литья ленточное литье имеет множество преимуществ:

• Непрерывное производство;
• Продукт имеет небольшие дефекты и стабильную производительность;
• Подходит для промышленного производства;
• Подходит для подготовки больших тонколистовых керамических деталей

Заготовка подложки, изготовленная методом ленточного литья, содержит большое количество органических веществ, которые имеют большую внутреннюю пористость и низкую прочность. Если ее спечь напрямую, это приведет к сильной усадке и деформации подложки. Кроме того, в процессе спекания заготовки будут прилипать друг к другу, что повлияет на текучесть и теплопроводность подложки. Чтобы предотвратить вышеуказанные дефекты, предварительное спекание в печи с азотной атмосферой при 1100℃ и последующее спекание может улучшить прочность заготовок, уменьшить пористость и получить материалы подложки AlN с высокой плоскостностью и хорошими эксплуатационными характеристиками.

После дебридинга подложка из нитрида алюминия подвергается спеканию при высокой температуре. Процесс спекания подложки из нитрида алюминия с высокой теплопроводностью включает в себя метод спекания, добавление вспомогательных веществ для спекания, контроль атмосферы спекания и т.д.

Поскольку AlN является ковалентным соединением с малым коэффициентом самодиффузии, уплотнение при спекании очень затруднено. Оксиды редкоземельных и щелочноземельных металлов обычно используются в качестве вспомогательных средств для спекания, но для этого все равно требуется температура спекания более 1800°C.

Листы из нитрида алюминия (AlN) после спекания обычно нуждаются в прецизионной механической обработке для обеспечения точности размеров, чистоты поверхности и выполнения особых конструктивных требований. Из-за высокой твердости (1100-1200 HV), высокой хрупкости, низкой вязкости разрушения и высокой сложности обработки для обработки требуется высокоспециализированное оборудование, такое как торцевые шлифовальные станки, станки лазерной резки и другое оборудование.

Производство керамических пластин из нитрида алюминия включает в себя множество этапов, таких как подготовка порошка, формовка, спекание и точная механическая обработка. Точность и контроль каждого этапа напрямую влияют на теплопроводность, механическую прочность и надежность конечного продукта. С постоянным развитием полупроводниковой упаковки и мощных электронных приложений производственный процесс компании Great Ceramic также постоянно оптимизируется, чтобы соответствовать требованиям рынка более высокого класса.