氮化铝陶瓷陶瓷基片流延成型

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目前,制备高导热氮化铝陶瓷基片的主要成型工艺为流延成型,又称为刮刀成型。所制备出的氮化铝基板具有高热导,热膨胀系数与硅等半导体材料匹配,电绝缘,电性能优异以及高抗弯等优异的综性能。该成型工艺的步骤主要如下:

在氮化铝粉末中加入粘结剂,分散剂和增塑剂等

在特定的溶剂中球磨制备出均匀稳定的氮化铝流延浆料

在流延装置上通过刮刀与基板的相对运动,浆料从刮刀和基板之间的间隙流出形成氮化铝素坯膜

对氮化铝素坯进行干燥脱脂

烧结处理

流延成型生产效率高,易于实现生产的连续化和自动化,亦可改善产品质量,降低成本,可以实现大批量生产。

根据使用溶剂种类的不同(水基溶剂与非水基溶剂)可以分为非水基流延成型和水基流延成型。

非水基流延成型

此种方法的优异之处在于:溶剂选择范围广(乙醇、异丙醇、甲苯、三氯乙烯等)、干燥时间短、并且有机溶剂不会与氮化铝颗粒发生水解反应,可确保氮化铝浆料的优异稳定性和所制的成氮化铝陶瓷的高导热性能。虽然非水基流延成型制备氮化铝基片应用普遍且技术成熟,但是该技术所使用的大量有机溶剂不仅会造成制造成本的增加,还会带来安全以及环保方面的问题。

影响最终流延制成品氮化铝陶瓷基片质量的因素包括:溶剂比例,氮化铝浆料粘度,脱脂升温速率。

水基流延成型

水基流延成型的优点在于该技术是以水为溶剂,具有无污染、绿色环保、不燃以及成本低等,适用于氮化铝陶瓷的绿色、低成本制造。但是,需要注意的是,氮化铝粉体易与水发生水解反应,这会严重降低氮化铝陶瓷的热导率,因此,采用该成型技术,需要对氮化铝粉体进行抗水解处理,才足以达到制备高热导氮化铝陶瓷的要求。

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