收藏本站
《天津大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

氮化铝陶瓷及其表面金属化研究

刘志平  
【摘要】: 氮化铝(AlN)陶瓷是最理想的高导热基板和封装材料,可广泛应用于高功率器件、电路和组件。本文以稀土氧化物(Y_2O_3)、碱土金属氧化物(CaO)及其复合添加途径,研究了高导热氮化铝陶瓷及厚膜基片的组成、流延工艺、无压烧结及物理性能。采用CaO-B_2O_3-SiO_2-BaO系玻璃结合工艺和TiB_2反应结合工艺,研究了强共价键型氮化铝陶瓷的表面金属化,金属相、粘接相对厚膜金属化性能的影响。采用XRD, DTA-TG,SEM分析表征了相组成、热工艺过程及显微结构,采用激光热导、四探针测试、拉伸试验等测定了热导率、金属化方阻、金属化层的结合强度。优化出的氮化铝陶瓷基片导热性能优异,实用价值高,金属化结合可靠,方阻小。 氮化铝陶瓷及基片的研究显示,粉体对氮化铝陶瓷性能及工艺的影响显著,碳热还原制备的氮化铝陶瓷粉料具有细的颗粒尺寸、窄的粒径分布和球形颗粒形貌,从而在成型、烧结方面优于其它工艺制得的粉料,用其制得的陶瓷显微结构均匀、最高热导率可达_248W/m.K。氮化铝陶瓷流延工艺采用以PVB为粘结剂的非水基流延成型体系,通过对粉料、流变性、粘度的研究及工艺参数的优化,可获得表面平整、结构致密、微观均匀的氮化铝流延生带。氮化铝陶瓷烧结助剂的研究表明,氧化钙对氮化铝陶瓷的烧结具有最强的促进作用,氧化钇的添加具有最高的热导率,而复合添加兼顾了高导热和低温烧结的特征。氮化铝陶瓷烧结过程与可烧结性的研究表明,烧结温度和烧结时间对氮化铝陶瓷的影响主要体现在密度和热导率方面,适当提高烧结温度和延长保温时间可以提高氮化铝陶瓷的密度和热导率。 在低熔CaO-B_2O_3-SiO_2-BaO体系玻璃结合剂的研究中,当金属浆料固含量不变、玻璃含量为10%时,Ag导体层与AlN基片之间附着力最大,达到11.74MPa,且随着玻璃含量的增加,方阻逐渐增大,当玻璃含量超过15%,方阻可大于46 m?/□。对CaO-B_2O_3-SiO_2-BaO玻璃体系与氮化铝基片润湿行为的研究发现,高温下玻璃倾向于在基片表面处富集,并向晶界内扩散。在反应结合氮化铝厚膜金属化研究中,发现当金属浆料中Ag、TiB_2、Co_3O4、有机载体的含量分别为72.8%、1.5%、0.7%、25%;烧结工艺为室温到550℃空气烧结,550℃以后氮气保护烧结,850℃保温15min时,可以获得附着力达12.7MPa,表面方阻5.2 m?/□的光亮、致密的金属化膜层。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ174.1

免费申请
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 白振伟;阎秋生;路家斌;潘继生;祝江停;;氮化铝基片的集群磁流变抛光加工[J];金刚石与磨料磨具工程;2011年05期
2 白振伟;周旭光;刘俊龙;阎秋生;;氮化铝陶瓷基片的集群磁流变效应研磨加工[J];金刚石与磨料磨具工程;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王鹏飞;立方氮化硼基多晶材料的制备与功能特性研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑善学;99%氧化铝陶瓷基片平整化改性研究[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张迎九,王志法,吕维洁,谢佑卿,姜国圣,周洪汉,徐桢;金属基低膨胀高导热复合材料[J];材料导报;1997年03期
2 邢军,宋守志,刘渭萍,王玉新;MgO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃受控晶化研究[J];东北大学学报;2000年05期
3 徐忠华,马莒生,李志勇,韩振宇,王谦,唐祥云;AlN基片氧化及金属化[J];电子元件与材料;2000年02期
4 李世鸿;厚膜金导体浆料[J];贵金属;2001年01期
5 石功奇;王健;丁培道;;陶瓷基片材料的研究现状[J];功能材料;1993年02期
6 刘景林;;AlN-ZrB_2系及AlN-SiC-ZrB_2系复合型陶瓷材料的高温氧化[J];国外耐火材料;2006年01期
7 吴音,缪卫国,周和平;影响AlN陶瓷热导率的本征氧缺陷[J];硅酸盐学报;1997年06期
8 高尚通,赵正平;电子封装在中国的发展趋势[J];世界电子元器件;1999年06期
9 刘耀诚,周和平,乔梁;(YCa)F_3助烧AIN陶瓷的显微结构和热导率[J];无机材料学报;2000年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟庆锋;;不锈钢基片厚膜电热元件及其应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
2 刘正春,王志法,姜国圣;金属基电子封装材料进展[J];兵器材料科学与工程;2001年02期
3 黄小丽;胡晓青;;氮化铝陶瓷的低温烧结研究[J];兵器材料科学与工程;2006年04期
4 高晓菊;李国斌;赵斌;刘国玺;常永威;乔光利;韩剑锋;顾明俊;;氮化铝陶瓷生产关键技术研究现状[J];兵器材料科学与工程;2011年03期
5 王志会;应用于微波和RF电路中的厚膜材料和工艺[J];半导体情报;2000年02期
6 田民波,梁彤翔;高热导AlN──新型陶瓷基片及封装材料[J];半导体情报;1995年01期
7 徐冬霞;雷永平;张冰冰;李国伟;夏志东;郭福;史耀武;;无VOC免清洗助焊剂的研制及性能测试[J];北京工业大学学报;2007年12期
8 黄小丽,郑永红,胡晓青;复合助剂对氮化铝陶瓷低温烧结的影响[J];北京机械工业学院学报;2005年02期
9 胡宇宁,王思爱,姚伟,沈卓身;陶瓷外壳钎焊的工艺优化[J];北京科技大学学报;2005年04期
10 李倩如;颜国正;黄标;;胃肠道生理参数遥测胶囊的研制及临床试验[J];北京生物医学工程;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王听岳;郭明华;;铝基碳化硅增强材料(Al/SiC)和低温共烧陶瓷(LTCC)的焊接[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
2 赵志平;曹立新;;某型导电胶在微带板键合技术中的应用[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
3 银锐明;堵永国;张为军;唐珍兰;郑晓慧;;一种新型BaPbO_3厚膜电阻的研究[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
4 张静;刘志勇;;电子装联中水清洗的应用[A];四川省电子学会生产技术专委会先进制造技术成果交流会论文集[C];2005年
5 高红霞;胡跃明;刘海明;杜娟;;基于本体的表面组装生产数据重用[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
6 董义;韩依楠;;浅谈焊接过程中三种力现象[A];2007中国高端SMT学术会议论文集[C];2007年
7 韩依楠;;板级装配中锡珠缺陷工艺技术研究[A];2007中国高端SMT学术会议论文集[C];2007年
8 王国建;许芳;孙东;田宁;周雅松;;无氧铜真空钎焊密封技术研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
9 赵世柯;;氧化铝基陶瓷Mo-Mn法金属化机理分析及实验研究[A];真空电子材料、陶瓷金属封接与真空开关管用陶瓷管壳专辑[C];2010年
10 庞学满;夏庆水;程凯;王子良;;真空电子器件外壳关键工艺[A];真空电子与专用金属材料、陶瓷——金属封接专辑[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢军;浮法锂铝硅系统微晶玻璃的组成、结构、性能及浮抛机理的研究[D];武汉理工大学;2010年
2 荀涛;清洁强流真空二极管相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 王小锋;BeO粉体制备、凝胶注模成型及其烧结的研究[D];中南大学;2011年
4 赵磊;SiO_(2f)/SiO_2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王毅;Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料的研究及其与c-BN的连接[D];吉林大学;2011年
6 黄立新;印刷电路板定位安装孔钻削研究[D];广东工业大学;2011年
7 王家俊;聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D];浙江大学;2001年
8 胡永达;氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究[D];电子科技大学;2002年
9 李红;以钙云母为主相的高强度可切削牙科微晶玻璃的研究[D];四川大学;2002年
10 崔学民;乳胶体系水基流延工艺及其叠层制备陶瓷材料的研究[D];中国建筑材料科学研究院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龙颖;Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究[D];长沙理工大学;2009年
2 黄成建;六西格玛在电梯质量中的应用[D];兰州大学;2010年
3 刘洋;SnAgCuNiBi无铅钎料焊接性能及IMC生长机制[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 刘小丽;陶瓷散热片用铜浆的制备[D];昆明理工大学;2010年
5 孙莉;添加纳米颗粒的复合无铅钎料及其微连接接头性能研究[D];石家庄铁道学院;2009年
6 乔文杰;Bi_2O_3-B_2O_3-BaO系无铅玻璃粉在电子浆料中的应用[D];东华大学;2011年
7 潘月娥;印刷电路板的贴装仿真及设计检错研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 戚杰;稀土/AlN/MAS微晶玻璃复合材料结构与性能的研究[D];武汉理工大学;2011年
9 丁瑞芳;无铅钎料的液态结构及其物理性质的分子动力学计算[D];大连理工大学;2011年
10 朱君;玻璃陶瓷电容器内电极微观结构分析及电性能的研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高晓菊;李国斌;赵斌;刘国玺;常永威;乔光利;韩剑锋;顾明俊;;氮化铝陶瓷生产关键技术研究现状[J];兵器材料科学与工程;2011年03期
2 邓金祥,王波,严辉,陈光华;宽带隙立方氮化硼薄膜制备[J];半导体学报;2001年01期
3 万军鹏;程金树;陆平;;混合碱土金属氧化物对硼硅酸盐玻璃热膨胀系数的影响[J];玻璃与搪瓷;2008年01期
4 杨洁,王文晶;硅掺杂半导体立方氮化硼单晶的制备[J];长春理工大学学报;2004年03期
5 杨洁;用四探针方法测量立方氮化硼的电阻率[J];长春理工大学学报;2005年02期
6 臧建兵,王明智,王艳辉,韩伟;ZrO_2 (Y_2O_3)增韧的Si_3N_4中介结合的聚晶立方氮化硼[J];材料研究学报;2000年06期
7 龙乐;;低温共烧陶瓷基板及其封装应用[J];电子与封装;2006年11期
8 张君启,堵永国,张为军,杨娟,郑晓慧;厚膜电阻浆料用有机载体挥发特性研究[J];电子元件与材料;2003年11期
9 张传禹,堵永国,张为军,杨华荣,芦玉峰;304不锈钢基片用绝缘介质浆料的研制[J];电子元件与材料;2004年08期
10 罗世永;庞远燕;郝燕萍;陈强;;电子浆料用有机载体的挥发性能[J];电子元件与材料;2006年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 窦庆萍;立方氮化硼二阶非线性光学性质及电致发光的研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马海涛;立方氮化硼光学和电学的非线性研究[D];吉林大学;2004年
2 万红峰;中高温发光陶瓷釉的研究[D];武汉理工大学;2005年
3 耿东锋;立方氮化硼热激发电流与非线性状安特性的研究[D];吉林大学;2005年
4 石安家;大尺寸PCBN合成研究[D];吉林大学;2005年
5 杨晓洁;溶胶—凝胶法制备钙钛矿型涂层的工艺及性能研究[D];山东大学;2007年
6 汤爱军;集群磁流变效应微磨头平面研抛加工技术研究[D];广东工业大学;2008年
7 张锐;SPS条件下cBN与结合剂组元相互作用研究[D];燕山大学;2008年
8 陆广广;新型电子元器件电极浆料组成与性能的研究[D];合肥工业大学;2009年
9 刘宏华;丝网印刷法制备La_(1-x)Sr_xMnO_3基薄膜及性能研究[D];山东大学;2010年
10 罗一生;丝网印刷法制备热释电厚膜[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高凯;金刚石多晶材料的制备与功能特性研究[D];天津大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许淑惠,林宏飞,彭国勋,姜文剑,何超;矿渣微晶玻璃产品的研究与开发[J];玻璃与搪瓷;2000年02期
2 王志强,马铁成,马春,周靖;酸洗硼镁渣微晶玻璃的研究[J];玻璃与搪瓷;1999年03期
3 刘军,邢军,童粤明,宋守志;金属尾矿建筑微晶玻璃晶核剂的研究[J];东北大学学报;1998年05期
4 俞守耕;厚膜导体机理述评[J];电子元件与材料;1983年01期
5 何中伟,周冬莲;厚膜直接描绘工艺[J];电子元件与材料;1999年05期
6 李世鸿,郎彩,杜红云,张樱;适合铝丝键合后热老化要求的金导体浆料[J];电子元件与材料;1997年02期
7 郎彩,李世鸿,张樱,杜红云;光刻用有机金浆研究[J];电子元件与材料;1997年05期
8 马慧君;段云雷;;高散热复合金属多层板的研制[J];电子工艺技术;1993年04期
9 郎彩,李世鸿,张樱,杜红云;光刻有机金浆的制备[J];贵金属;1996年03期
10 祝炳和;;电子陶瓷的新进展[J];功能材料;1991年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘君;氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究[J];无机盐工业;2004年01期
2 牛锛;王孙昊;李保平;王介强;;AlN陶瓷低温烧结制备与性能研究[J];中国陶瓷工业;2010年02期
3 李美娟;沈强;罗国强;张联盟;;Li_2O对SPS烧结AlN陶瓷致密化、显微结构和导热性的影响[J];无机材料学报;2011年06期
4 许富民;李佳艳;张志军;石小磊;李晓娜;谭毅;;烧结助剂添加方式对AlN陶瓷力学性能的影响[J];机械工程材料;2011年07期
5 裴新美;AlN陶瓷的高温氧化研究[J];佛山陶瓷;2001年08期
6 郑锐,席生岐,周敬恩;AlN低温烧结助剂的研究现状[J];稀有金属材料与工程;2001年05期
7 杜学丽;秦明礼;孙伟;曲选辉;;纳米AlN粉末的制备与烧结[J];真空电子技术;2006年04期
8 梁秀红,梁广川,梁金生;添加Y_2O_3对AlN陶瓷基片的影响[J];河北工业大学成人教育学院学报;1999年04期
9 黄奇良,潘伟,张直;AlN陶瓷表面钛金属化沉积的动力学研究[J];硅酸盐通报;2004年01期
10 刘志国;氮化铝陶瓷及其用途[J];佛山陶瓷;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢忠远;滕元成;李丹;杨缤维;鲁伟员;;超高压热压烧结技术制备高性能AlN陶瓷基片的研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
2 杜学丽;秦明礼;孙伟;曲选辉;;纳米AlN粉末的制备与烧结[A];电子陶瓷,陶瓷,金属封接与真空开头管用管壳的技术进步专辑[C];2006年
3 刘玺;乔英杰;张贺新;张洪泉;;陶瓷材料流延成型工艺研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
4 韩敏芳;王玉倩;李伯涛;彭苏萍;;流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
5 韩敏芳;王玉倩;李伯涛;彭苏萍;;流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
6 吴荣;杜丕一;翁文剑;韩高荣;;低温烧结Ba_(0.80)Sr_(0.20)TiO_3/Pb_(0.82)La_(0.12)TiO_3复合厚膜的介电性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
7 王依琳;吴文骏;毛文东;赵梅瑜;;低温快速烧结软磁铁氧体材料[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 王艳香;孙健;陈文兵;;不同烧结助剂体系对网眼碳化硅多孔陶瓷性能的影响[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 胡志强;蔡英骥;奥谷昌之;金子正治;;添加BiFeO_3和Ba(Cu_(0.5)W_(0.5))O_3的PZT低温烧结动力学研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
10 杜磊;庄奕琪;孙承永;;厚膜电阻器的噪声研究[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;金属化膜健康包装新视点[N];中国包装报;2004年
2 克力;聚丙烯金属化膜全新视点[N];中国包装报;2003年
3 记者 李建国;PET厚膜市场存供应缺口[N];中国包装报;2006年
4 黄女瑛 DigiTimes;国巨投产0201厚膜二联排阻[N];电子资讯时报;2006年
5 湖南 廖建兴;新型厚膜音频放大器STK402-070[N];电子报;2005年
6 冯树铭;PET厚膜的应用与市场浅析[N];中国包装报;2006年
7 记者 熊明 孙伟 陈保江 王坚;无机厚膜显示器项目落户昆明[N];云南日报;2010年
8 青岛 董永波;“TPS”21英寸彩显视放厚膜组件的修复[N];电子报;2004年
9 王桂芳;喂鸡不宜长期用粉料[N];陕西科技报;2009年
10 沈阳 孙利勋;松下TC-21L3RQ彩电开机即损厚膜块的检修[N];电子报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志平;氮化铝陶瓷及其表面金属化研究[D];天津大学;2008年
2 李美娟;AIN/BN复相陶瓷的SPS制备、显微结构与性能调整[D];武汉理工大学;2006年
3 李小雷;AlN陶瓷的高压烧结研究[D];吉林大学;2008年
4 孙慧萍;(Ca,Nd)TiO_3微波介质陶瓷离子置换、低温烧结及应用特性的研究[D];浙江大学;2008年
5 梁军;低温烧结Li_2TiO_3基微波介质陶瓷及其流延成型技术研究[D];华中科技大学;2010年
6 邹栋;中介电常数BaO-TiO_2-Nb_2O_5体系低温共烧微波介质陶瓷[D];浙江大学;2009年
7 陈世枝;高分子材料表面金属化新方法[D];北京化工大学;1995年
8 肖汉宁;碳化硅超细粉末的制备及热压烧结机理和强化增韧的研究[D];湖南大学;1991年
9 谢甜甜;胶态成型固化特性及其应用技术研究[D];华中科技大学;2009年
10 孔明日;钛酸锶钡半导瓷的低温烧结特性研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李保平;AlN陶瓷低温烧结制备与性能研究[D];济南大学;2009年
2 郭强强;以MIC做致密扩散层极限电流氧传感器的研究[D];河北理工大学;2009年
3 杨东升;氮化铝陶瓷的烧结技术[D];北京工业大学;2002年
4 吴帅芝;橡胶行业粉料自动称量系统设计及实验研究[D];青岛科技大学;2010年
5 纪成光;应用于AlN陶瓷混合结合厚膜金属化浆料的研究[D];天津大学;2008年
6 刘明朗;大规格B_4C/Al复合薄板材料的制备及性能研究[D];华中科技大学;2012年
7 苏兴华;高频T/R厚膜模块的设计和分析[D];南京理工大学;2001年
8 江勤;热释电红外敏感元阵列的研制[D];华中科技大学;2007年
9 罗一生;丝网印刷法制备热释电厚膜[D];电子科技大学;2010年
10 段成军;空心阴极等离子烧结氮化铝陶瓷[D];北京工业大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026