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高性能氮化铝陶瓷
文章来源:新材料在线     更新时间:2020-08-26 14:27:07

 上榜理由
新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料
氮化铝由于具有高热传导率、高绝缘电阻系数、优越的机械强度及抗热震性等特性,成为重要的精密陶瓷材料。高性能氮化铝陶瓷更是新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。


材料简介

氮化铝(AlN) 是一种具有六方纤锌矿结构的共价晶体,它是一种重要的高导热、低热膨胀系数的陶瓷材料, 其理论热导率为 320W/(m),比氧化铝高 5-8 倍,所以耐热冲击性好,能耐 2200℃的极热。此外,它不受铝液和其他熔融金属及砷化镓的侵蚀,具有极好的耐侵蚀性。
由氮化铝粉制成的高性能氮化铝陶瓷,具有优良的热传导性,可靠的电绝缘性,低介电常数和介电损耗,无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等优良综合性能,非常适用于半导体基片和结构封装材料,被认为是新一代半导体基片和电子器件封装的理想材料。


应用领域

大功率半导体器件、集成电路、电子封装、耐热冲和热交换材料、微波衰减…


发展历程


行业发展目标

1.“十三五”期间工信部、科技部等联合发布的《新材料产业发展指南》指出,要布局一批前沿新材料,包括 石墨烯、增材制造材料、超导材料等。其中增材制造材料要求研究氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化铝、氮化硅等陶瓷粉末、片材制备方法,提高材料收得率与性能一致性。

2.国家工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2018 版)》,将氮化铝陶瓷材料列入先进基础材料,提出对应用于高铁、新型显示、新能源汽车、光通讯和智能电网领域的氮化铝陶瓷粉体及基板,其性能具体要求为(1)粉体:碳含量≤2300ppm,氧含量≤ 0.75%,粒度分3 布 D10 ≤ 0.65μm,D50 ≤ 1.30μm,D90 ≤ 3.20μm;比面积≥ 2.8m /g;(2)基板:密度-≥6 3.30g/cm ,热导率(20℃)≥ 180W/m·K,抗折强度≥ 380MPa,线膨胀系数(RT-500℃)4.6-4.8×10 /℃,Ra ≤ 0.3μm。对于应用于电力电子、IGBT 模块等领域的DBC 基板(覆铜陶瓷基板),性能要求为陶瓷氮化铝热导率 >170W/m·K,铜箔电导率≥ 58MS/m, 铜箔硬度 90-110HV。


市场规模预测

据赛瑞研究预测,到 2020 年中国氮化铝粉体市场容量将达 3000 吨。


主要研究单位 / 公司



应用案例

散热基板:

LED 固态照明、新能源、新能源汽车用氮化铝陶瓷基板、大功率电力电子器件 ( 模块 ) 用氮化铝基板、氮化铝陶瓷电路板…

半导体基板:

半导体模块电路基板材料…

电子封装:

电子器件封装材料…

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