埃尔派知识课堂：一文了解氮化铝基板的生产过程

氮化铝陶瓷基板的生产过程较繁琐，主要体现在两个方面，高端氮化铝粉体的制备与基板的制备。

氮化铝粉体

1、粉体制备方法

制备氮化铝粉体的方法主要有等离子体法、铝粉直接氮化法、化学气相沉积法、自蔓延高温合成法、氧化铝粉碳热还原法等。目前，最主要的工艺仍是直接氮化法和碳热还原法，这两种工艺设备简单、技术成熟、得到的产品质量好，已在工业中大规模应用。

2、影响性能的因素

氮化铝陶瓷产品的性能直接取决于原料粉体的特性，尤其是氮化铝的导热性。影响氮化铝陶瓷导热性的因素主要有显微结构、烧结的致密度、氧及其它杂质的含量等，这些因素体现在氮化铝粉体上就是颗粒的形状、颗粒的粒径、氮化铝的纯度等。

3、粉体改性处理

氮化铝粉体在潮湿的环境里极易与水中羟基反应生成氢氧化铝，在氮化铝粉体表面形成氧化铝层，并溶入大量的氧，导致热导率降低，物化性能被改变。目前，可通过表面物理包覆和表面化学改性的方法，借助物理吸附或化学键的作用使氮化铝颗粒与水隔离，从而避免发生水解反应。

基板制备

1、陶瓷基片的成型

氮化铝基板的成型方式有流延成型、注射成型、流延等静压成型等。流延成型是将氮化铝粉料和溶剂、粘结剂、烧结助剂混合均匀制成浆料，通过流延制成坯片，采用组合模冲成标准片，再用程控冲床冲成通孔，用丝网印刷印制金属图形。最后将每一个具有功能图形的生坯片叠加，层压成多层陶瓷生坯片，在700℃左右的氮气环境中排除粘结剂，再在1800℃左右的氮气环境中进行共烧，电镀后即可形成多层氮化铝陶瓷。

2、烧结

氮化铝基片较常用的烧结工艺有热压烧结、无压烧结、微波烧结、自蔓延烧结和放电等离子烧结，一般采用无压烧结。无压烧结工艺简单、成本较低，但烧结温度偏高，在不添加烧结助剂的情况下一般无法制备高性能陶瓷基片。

氮化铝陶瓷基板可选用的烧结助剂有氧化钙、氧化锂、氧化铈、氧化钇、氟化钙、碳化钙以及硼酸酐等。这些材料在烧结的过程中会先与表面的氧化铝结合生成液相铝酸盐，在粘性流动作用下加速传质，晶粒周围被液相填充，原有的粉料相互接触角度得以调整，被填实或排出部分气孔，从而促进烧结。同时可与氧反应，降低晶格中的氧含量。

氮化铝陶瓷的烧结气氛有中性气氛、还原型气氛和弱还原型气氛三种。中性气氛一般为氮气，还原性气氛一般为一氧化碳，弱还原性气氛一般为氢气。在中性气氛中，氮化铝陶瓷不会因为烧结和保温的时间过长、烧结的温度过高而被还原，所以一般选择在氮气中烧结，以获得性能更好的氮化铝陶瓷。

随着我国下游电子产业的不断发展，氮化铝基板的市场需求也会随之增长，再加上氮化铝基板生产技术的提升，氮化铝基板产品也将不断升级，从而进一步扩张需求规模，推动应用领域拓展。整体来看，未来氮化铝基板行业的发展前景十分广阔。

来源：中国粉体网