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器件封装之氮化铝陶瓷

发布时间:2020-06-02 10:05:20
发布者:深圳市佳日丰泰电子科技有限公司
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我们将重点关注在光通信行业广泛使用的ALN陶瓷。从器件基板、薄膜电路、散热基板到陶瓷封装,我们随处可见。

ALN的表演特点

氮化铝陶瓷具有非常高的热导率,在陶瓷材料中仅次于碳化硅和氧化铍。目前,中国的平均均水平为150瓦/米卡,国外为180~250瓦/米卡,是氧化铝陶瓷导热系数的7~8倍。其机械强度和介电强度优于氧化铝陶瓷,膨胀系数和介电性能分别与硅和氧化铝陶瓷相近。因此,人们希望用高热导率的氮化铝陶瓷代替氧化铍或氧化铝陶瓷作为高密度、高性能电子封装的陶瓷基板材料。


氮化铝陶瓷


ALN陶瓷基材的制备

形成陶瓷基板的方法主要有三种:压模法、干压法和流延法。

流延类似于蛋饼涂布。厚度可以通过控制刮刀和基带之间的间隙来控制,该间隙可以薄至10um以下,厚至1mm以上。这种方法适用于我们的陶瓷电路基板。

干压方法类似于金属粉末冶金,放入模具中压铸,适用于大型件;

压缩成型是注射成型。可以制造一些形状稍微复杂的结构。例如,陶瓷插芯是注射成型的。


氮化铝陶瓷


目前,制备氮化铝粉末【氮化铝陶瓷】的方法有很多,包括铝粉直接氮化法、氧化铝碳热还原法、溶胶法、自蔓延燃烧法、等离子合成法、化学气相沉积法等。

1、铝粉直接氮化法

ALN+N2→2ALN将铝粉放入通有氮气与氨气的反应的反应炉中加热到600℃开始反应。我们可以合成大量纯度更高的ALN粉末,目前可以用这种方法进行大规模生产。然而,这种方法通常难以获得具有细颗粒和均匀粒度的氮化铝粉末均,这通常需要后处理。此外,铝颗粒表面氮化后形成的ALN层会阻碍氮向颗粒中心的扩散,因此转化率是该方法的一个重要问题。

2、氧化铝的碳热还原法

Al203+3C+N2→2AlN+3CO这种方法目前运用在工业生产中运用最为广泛,对其研究进行的比较深入。

在本发明制备的氮化铝粉末中,经常加入氧化钙、氟化钙、氧化钇等作为催化剂,加入氟化钙可以有效降低活化能,提高反应速率。制备的氮化铝粉末纯度高,成型烧结性能好,但合成温度高,反应时间长,粉末粒度大。

这里应该注意的是,如果有一个小伙伴知道金线键合工艺,很明显,具有明显晶粒的氮化铝在表面上相对粗糙。如果使用这种类型的氮化铝溅射薄膜金属,在引线键合,尤其是球键合过程中不容易键合,并且容易发生脱焊。


氮化铝陶瓷


对于散热器件的COC和BOX封装技术,佳日丰泰目前可以做氮化铝陶瓷的代工生产,并推出高速BOX有源器件封装等一系列解决方案。TFC具有高精度焊接和金线焊接能力。自动键合设备的精度可以达到±0.5um,还可以提供一种稳定的AWG/TFF光学器件方案。同时,TFC拥有高精度加工和回收设计和组装能力。TFC还拥有各种类型的自由空间隔离器设计、隔离器芯片与套圈的连接以及光学模拟和分析能力。TFC可以根据客户要求定制各种类型的组件镜片产品的设计和加工。如果你有意向与小伙伴合作,也可以跟我们谈。