氮化鋁陶瓷基板的生產(chǎn)過程較繁瑣，主要體現(xiàn)在兩個方面，高端氮化鋁粉體的制備與基板的制備。

氮化鋁粉體

1、粉體制備方法

制備氮化鋁粉體的方法主要有等離子體法、鋁粉直接氮化法、化學(xué)氣相沉積法、自蔓延高溫合成法、氧化鋁粉碳熱還原法等。目前，最主要的工藝仍是直接氮化法和碳熱還原法，這兩種工藝設(shè)備簡單、技術(shù)成熟、得到的產(chǎn)品質(zhì)量好，已在工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。

2、影響性能的因素

氮化鋁陶瓷產(chǎn)品的性能直接取決于原料粉體的特性，尤其是氮化鋁的導(dǎo)熱性。影響氮化鋁陶瓷導(dǎo)熱性的因素主要有顯微結(jié)構(gòu)、燒結(jié)的致密度、氧及其它雜質(zhì)的含量等，這些因素體現(xiàn)在氮化鋁粉體上就是顆粒的形狀、顆粒的粒徑、氮化鋁的純度等。

3、粉體改性處理

氮化鋁粉體在潮濕的環(huán)境里極易與水中羥基反應(yīng)生成氫氧化鋁，在氮化鋁粉體表面形成氧化鋁層，并溶入大量的氧，導(dǎo)致熱導(dǎo)率降低，物化性能被改變。目前，可通過表面物理包覆和表面化學(xué)改性的方法，借助物理吸附或化學(xué)鍵的作用使氮化鋁顆粒與水隔離，從而避免發(fā)生水解反應(yīng)。

基板制備

1、陶瓷基片的成型

氮化鋁基板的成型方式有流延成型、注射成型、流延等靜壓成型等。流延成型是將氮化鋁粉料和溶劑、粘結(jié)劑、燒結(jié)助劑混合均勻制成漿料，通過流延制成坯片，采用組合模沖成標(biāo)準(zhǔn)片，再用程控沖床沖成通孔，用絲網(wǎng)印刷印制金屬圖形。最后將每一個具有功能圖形的生坯片疊加，層壓成多層陶瓷生坯片，在700℃左右的氮?dú)猸h(huán)境中排除粘結(jié)劑，再在1800℃左右的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行共燒，電鍍后即可形成多層氮化鋁陶瓷。

2、燒結(jié)

氮化鋁基片較常用的燒結(jié)工藝有熱壓燒結(jié)、無壓燒結(jié)、微波燒結(jié)、自蔓延燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)，一般采用無壓燒結(jié)。無壓燒結(jié)工藝簡單、成本較低，但燒結(jié)溫度偏高，在不添加燒結(jié)助劑的情況下一般無法制備高性能陶瓷基片。

氮化鋁陶瓷基板可選用的燒結(jié)助劑有氧化鈣、氧化鋰、氧化鈰、氧化釔、氟化鈣、碳化鈣以及硼酸酐等。這些材料在燒結(jié)的過程中會先與表面的氧化鋁結(jié)合生成液相鋁酸鹽，在粘性流動作用下加速傳質(zhì)，晶粒周圍被液相填充，原有的粉料相互接觸角度得以調(diào)整，被填實或排出部分氣孔，從而促進(jìn)燒結(jié)。同時可與氧反應(yīng)，降低晶格中的氧含量。

氮化鋁陶瓷的燒結(jié)氣氛有中性氣氛、還原型氣氛和弱還原型氣氛三種。中性氣氛一般為氮?dú)猓€原性氣氛一般為一氧化碳，弱還原性氣氛一般為氫氣。在中性氣氛中，氮化鋁陶瓷不會因為燒結(jié)和保溫的時間過長、燒結(jié)的溫度過高而被還原，所以一般選擇在氮?dú)庵袩Y(jié)，以獲得性能更好的氮化鋁陶瓷。

隨著我國下游電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，氮化鋁基板的市場需求也會隨之增長，再加上氮化鋁基板生產(chǎn)技術(shù)的提升，氮化鋁基板產(chǎn)品也將不斷升級，從而進(jìn)一步擴(kuò)張需求規(guī)模，推動應(yīng)用領(lǐng)域拓展。整體來看，未來氮化鋁基板行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊。

來源：中國粉體網(wǎng)