收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电子封装用AlN烧结工艺及机理

刘盟  
【摘要】:氮化铝陶瓷导热性能良好,是集成电路基板和电子封装的理想材料。但氮化铝为强共价键结合物,熔点高,自扩散系数小,通常需要热压烧结才能制备出高致密的氮化铝陶瓷。并且氮化铝对氧的亲和力很强,在陶瓷制备过程中容易引入氧杂质,造成导热性下降。本文通过常压烧结氮化铝陶瓷,研究了不同制备工艺和选取不同烧结助试剂对氮化铝陶瓷的的烧结过程的影响。 通过分析氮化铝陶瓷制备过程中引入氧杂质的情况,研究了氮化铝粉末热氧化和水解氧化行为,并以此为基础研究了氮化铝陶瓷制备工艺对氮化铝氧化的影响。结果表明:氮化铝热氧化过程在800℃下便可以进行,并且粒径较小的氮化铝粉末更易被氧化。而氮化铝水解氧化过程有一个较长时间的起始阶段,此阶段反应进行较缓慢。在陶瓷烧结过程中,利用碳黑埋粉,可产生碳热还原作用,避免了氮化铝的氧化。 通过改变制备工艺,进行了氮化铝陶瓷的低温烧结,研究了不同条件对氮化铝陶瓷致密度的影响。结果表明:在氮化铝陶瓷的低温烧结中,单一添加Y203为烧结助剂可以与氮化铝中的氧杂质反应,净化晶格,但是不能有效促进陶瓷体积收缩与致密度提高,其烧结过程依然依靠扩散实现。提高坯体成型压力可以促进纳米级氮化铝烧结致密化,但此影响伴随烧结温度的提高而逐渐微弱。亚微米级氮化铝原料在低温烧结过程中,表面扩散到体积扩散转变是在1500℃-1550℃之间完成的。而纳米级氮化铝原料扩散转变温度较低,可以在较低温度下提高致密度。 以液相烧结机理和相图作为理论基础,研究了烧结助剂对氮化铝高温烧结行为的影响。结果表明:单独添加Y203作烧结助剂促进烧结动力不足,烧结体微观行貌具有缺陷,且陶瓷仍未完全致密。采用CaF2或CaO与Y2O3搭配做复合助剂,在烧结过程中能有效降低最低与Al2O3的共熔温度,较早产生液相,使氮化铝陶瓷完全致密化。选取CaF2与Y2O3搭配使用比CaO更利于氮化铝陶瓷烧结。添加3wt%Y2O3-2wt%CaF2作为复合烧结助剂,在1800℃下烧结的氮化铝陶瓷样品微观结构良好,第二相分布于三角晶界处。烧结体致密度高,密度高达3.35g/cm3。 介于氮化铝粉末的易水解特点,利用磷酸对氮化铝粉末进行酸洗处理制备了具有较高抗水解能力的氮化铝粉末。研究了磷酸酸洗预处理对于氮化铝高温烧结过程的影响。结果表明:磷酸酸洗提高了氮化铝粉末的抗水性,优化了粉末的烧结性能,有利于氮化铝陶瓷的制备,在1800℃烧结的氮化铝陶瓷密度为3.223g/cm3。氮化铝粉末经酸洗处理后的烧结产物没有新相生成,实验中也并未发现磷酸酸洗对烧结体微观结构物相有任何不良影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 翁履谦,黄栋生;用还原氮化法制备氮化铝粉末[J];电子元件与材料;1991年03期
2 马超;陈光德;苑进社;刘菲菲;;直接氮化法制备氮化铝粉末的结构特性[J];功能材料;2011年09期
3 马文石;董安辉;;纳米氮化铝粉末表面修饰的研究[J];电子元件与材料;2006年05期
4 周世平;;氮化铝陶瓷基片材料的新进展[J];微纳电子技术;1989年05期
5 毛寒松,王传声,崔嵩;新型功率混合集成电路材料——氮化铝(AlN)[J];微电子技术;2001年03期
6 汪荣昌,顾志光,戎瑞芬,李勇,邵丙铣,宗祥福;应用于蓝牙技术发展的LTCC——AlN多层布线工艺[J];功能材料;2002年05期
7 陈东,马秀良;Bl-AlN/TiN(001)界面结构与电子特性[J];电子显微学报;2005年04期
8 胡友静;燕晓艳;;氮化铝陶瓷的研究和应用进展[J];科技传播;2010年05期
9 鲁燕萍,胡美华,高陇桥,李发;AlN陶瓷的应用及其表面金属化[J];真空电子技术;1998年05期
10 刘彦松,王连卫,黄继颇,林成鲁;利用ZnO缓冲层制备AlN薄膜[J];压电与声光;2000年05期
11 门传玲,徐政,郑志宏,多新中,张苗,林成鲁;离子束增强沉积AlN薄膜的研究[J];压电与声光;2001年05期
12 王浩敏,林更琪,李震,熊锐,李佐宜;TiN及AlN薄膜的制备和光学性能研究[J];半导体光电;2002年04期
13 秦福文,顾彪,徐茵,杨大智;GaN缓冲层上低温生长AlN单晶薄膜[J];半导体光电;2003年01期
14 赵德刚,杨辉,梁骏吾,李向阳,龚海梅;MOCVD系统中AlN生长速率的研究[J];激光与红外;2005年11期
15 张小勇;陆艳杰;刘鑫;方针正;楚建新;;AlN陶瓷活性法金属化[J];真空电子技术;2007年04期
16 陈戈;;不锈钢酸洗线自动控制系统的开发[J];机械管理开发;2010年03期
17 刘宝林;利用三步法MOCVD生长器件质量的GaN[J];半导体光电;2001年06期
18 刘宝林;MOCVD生长中利用Al双原子层控制和转变GaN的极性[J];半导体光电;2001年06期
19 洪灵愿,刘宝林;AlN /GaN分布布拉格反射器反射率的研究[J];集美大学学报(自然科学版);2005年02期
20 刘刚,王从香,符鹏;AlN基板表面处理对薄膜附着力的影响[J];电子元件与材料;2005年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚义俊;谢爱根;李纯成;丘泰;;研磨工艺对AlN瓷烧结和力学性能的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
2 周景玲;;钛合金焊前酸洗工艺[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
3 郑媛心;王言伦;王孝军;杨杰;;环氧树脂/AlN复合材料导热性研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
4 赵洪运;孙清洁;舒凤远;姜云禄;;AlN陶瓷表面快速制备铜覆层激光熔覆温度场的模拟及工艺参数对温度场的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
5 钱维金;吴强;何承雨;刘宁;王喜章;胡征;;AlN基核壳纳米复合材料的制备及其场发射性能的研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
6 耶红刚;陈光德;;氮化铝表面氧吸附研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
7 张小勇;陆艳杰;刘鑫;方针正;楚建新;;AlN陶瓷活性法金属化[A];陶瓷——金属封接与真空开关管用管壳技术进步专辑[C];2007年
8 张冰;;液压钢管的酸洗处理[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
9 李亮;李忠辉;董逊;周建军;孔月婵;姜文海;陈辰;;AlN成核层对MOCVD系统中AlN生长的影响[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
10 闫建昌;王军喜;丛培沛;刘乃鑫;刘喆;李晋闽;;蓝宝石衬底上AlN的MOCVD外延生长[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 耶红刚;AlN等半导体表面结构与电子性质的第一性原理研究[D];西安交通大学;2011年
2 佟洪波;反应磁控溅射制备AlN薄膜及其发光性能研究[D];东北大学;2008年
3 任凡;高质量AlN材料分子束外延生长机理及相关材料物性研究[D];清华大学;2010年
4 何秀兰;AlN和BN/AlN复相陶瓷的放电等离子烧结及其组织与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 杨松林;AlN和ZnO纳米结构的电弧放电法制备及生长机制研究[D];清华大学;2010年
6 匡加才;AlN粉体及陶瓷的制备、结构与性能研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 钟泽;ZnO和AlN薄膜的MOCVD生长及其性质研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 任克刚;多形态AlN、Si_3N_4粉体制备及其导热硅脂复合材料研究[D];清华大学;2009年
9 阴明利;中频磁控溅射制备氮化镓薄膜[D];武汉大学;2010年
10 屈媛;纤锌矿氮化物量子阱中电子迁移率及应变和压力调制[D];内蒙古大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘盟;电子封装用AlN烧结工艺及机理[D];南昌大学;2011年
2 徐林炜;AlN粉末的水解行为及抗水解性能研究[D];南昌大学;2010年
3 张宇;AIN粉末水解制备AIOOH纳米线的工艺及机理研究[D];南昌大学;2011年
4 钱媛媛;新型Me_3AlN三元陶瓷的材料设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 塔吉亚娜;太阳能选择性涂层W-AlN工艺及性能的分析[D];大连理工大学;2011年
6 窦晓尧;数学模型在特种合金酸洗生产线控制中的应用[D];上海交通大学;2011年
7 蔡明;过滤电弧离子镀沉积发光AlN薄膜及其性能的研究[D];华南理工大学;2010年
8 纪红;适于SAW器件“AlN/硅”“AlN/金刚石”多层膜制备及结构性能研究[D];天津理工大学;2010年
9 祝斌;脉冲激光沉积制备高取向AlN薄膜的研究[D];浙江工业大学;2011年
10 冯超;蓝宝石衬底上高质量AlN材料生长研究[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗海基;东洋铝开发出新型氮化铝粉末[N];中国有色金属报;2003年
2 张炳荣 顾建平 杨正斌;海门:加速建设新材料产业基地[N];科技日报;2001年
3 本报记者 岳艳 本报通讯员 吴平;科技踏出环保路[N];工人日报;2006年
4 黄小勇 陈超;“客户为尊”新诠释[N];华北电力报;2006年
5 记者  钱波;小发明挑战标准件行业大弊端[N];嘉兴日报;2006年
6 赵云;SeverCorr公司建造“新一代”短流程钢厂[N];世界金属导报;2007年
7 张晓健;二重万源精工进军核电表面处理市场[N];中国工业报;2008年
8 齐艳丽 钱波 记者 曹吉根;无酸拉丝机械除锈机解决行业发展难题[N];中国质量报;2009年
9 张传秀 严于何 顾国良;不锈和特殊钢酸洗污泥的资源化安全利用及其全过程污染控制方法[N];世界金属导报;2010年
10 马志杰;强化水质管理确保锅炉安全[N];山西经济日报;2001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
  • 010-62982499
  • 010-62783978