熱導(dǎo)率系數(shù)優(yōu)秀的氮化鋁陶瓷基片材料

氮化鋁陶瓷是一種導(dǎo)熱能力很強(qiáng)的材料，它的熱導(dǎo)率系數(shù)比較高，所以說它非常適合用作半導(dǎo)體元件中的陶瓷基片，下面是科眾陶瓷廠對氮化鋁陶瓷基片的分析與介紹。

AlN陶瓷材料成為少數(shù)幾種具有高導(dǎo)熱性能的非金屬材料之一。AlN陶瓷基片熱導(dǎo)率可達(dá)150~230W/(m·K)，是Al2O3的8倍以上。另外，AlN的熱膨脹系數(shù)為(3.8~4.4)×10-6/℃，與Si、SiC和GaAs等半導(dǎo)體芯片材料熱膨脹系數(shù)匹配良好。

日本有多家企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)AlN陶瓷基片，如京陶、日本特殊陶業(yè)、住友金屬工業(yè)、富士通、東芝、日本電氣等。制備AlN陶瓷的核心原料AlN粉體制備工藝復(fù)雜、能耗高、周期長、價格昂貴，國內(nèi)的AlN粉體基本依賴進(jìn)口，原料的批次穩(wěn)定性、成本也成為國內(nèi)高端AlN陶瓷基片材料制造的瓶頸。
 

氮化鋁陶瓷基片
 

高成本是限制AlN陶瓷廣泛應(yīng)用的重要因素，因此目前AlN陶瓷基片主要應(yīng)用于高端產(chǎn)業(yè)。AlN陶瓷導(dǎo)熱能力優(yōu)秀，它可調(diào)整的熱膨脹系數(shù)，接近硅的熱膨脹系數(shù)，幾乎不會引起芯片和基板之間焊料層的熱張力。但美中不足的是AIN陶瓷不那么好的力學(xué)性能使得其在復(fù)雜的力學(xué)服役條件下容易發(fā)生損壞。
 

備注：液體散熱器適用于高功率應(yīng)用，如激光二極管、數(shù)據(jù)中心、直接冷卻功率模塊、高亮度LED或太陽能電池陣列（CPV），冷卻效率比傳統(tǒng)的液體冷卻模塊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效率高出4倍以上。氮化鋁層在其中起到的作用是將激光二極管的電路與冷卻水通道絕緣隔離開來。