铝/氮化铝电子陶瓷基板的制备及性能的研究

在675～750℃、氮气气氛下,使用石墨模具压铸的方法将金属纯Al敷接在AlN电子陶瓷基板上,随后利用力学拉伸试验机测试了Al和AlN的结合强度,其界面抗拉强度>15.94MPa,然后使用金相显微镜、SEM等微观分析仪器研究其界面的微观结构,发现在Al/AlN界面没有任何新物质生成,金属铝晶粒直接在AlN陶瓷表面结晶长大.

氮化铝共烧多层基板平整性的研究

对影响AlN共烧多层基板平整性的几个因素进行了研究,取得了一定的成果。

流延法制备氮化铝陶瓷基板

通过对粉料特性、流延工艺、流延带质量、排胶、烧结以及成瓷显微结构的研究,制得了结构均匀无裂纹的生料带,获得了热导率为248 W/mK的高性能氮化铝陶瓷基板。

Vishay推出采用氮化铝基板制造的新款小尺寸片式电阻

日前,Vishay公司宣布推出新系列高功率表面贴装的精密薄膜片式电阻-PCAN系列器件。该系列器件采用氮化铝基板，

铝和氮化铝陶瓷结合强度与机理研究

在氮气气氛下、保温10min、948～1098K利用活性金属铸接方法制备铝/氮化铝陶瓷基板,用力学试验机、扫描电子显微镜、高温金相光学显微镜和原子力显微镜对铝/氮化铝陶瓷的结合强度和机理进行研究.结合温度低于973K时,铝和氮化铝陶瓷之间的剥离强度随结合温度升高线性增大,当结合温度超过973K时,结合温度对强度影响很小,铝和氮化铝陶瓷之间的结合强度约为49N/mm,铝和氮化铝陶瓷之间的结合为物理湿润和化学反应湿润共同作用.

研磨型AlN基板表面腐蚀对AlN-AMB覆铜板剥离强度的影响

为了解决研磨型氮化铝(AlN)基板制备的氮化铝活性金属钎焊(AlN-AMB)覆铜板剥离强度低的问题,采用浓度为0.25 mol/L的NaOH水溶液,在50℃条件下,对研磨型AlN基板表面进行腐蚀,开展腐蚀前后AlN基板表面微观形貌及AlN-AMB覆铜板界面剥离强度等的对比探究。结果表明,研磨型AlN基板表面存在大量破碎晶粒和微裂纹,所制备的AlN-AMB覆铜板气孔率较高,界面剥离强度只有5.787 N/mm。腐蚀可有效去除其表面破碎晶粒和微裂纹,提升AlN基板表面致密度和一致性。采用35 min腐蚀AlN基板制备的AlN-AMB覆铜板气孔率大幅降低,剥离强度提升至10.632 N/mm,相比处理前提升了83.7%。

流延法制备AlN陶瓷基板的研究

从颗粒尺寸、浆料流体类型、干燥条件、排胶机制等方面对流延法制备ＡｌＮ陶瓷基板展开了较为系统的研究．结果表明，颗粒尺寸的不同直接影响到浆料粘度及分散剂用量．适于ＡｌＮ流延成型的浆料流体类型属于假塑性流体．保持一定的溶剂气氛有利于获得表面平整光滑的流延素坯膜．二次排胶有利于排除ＡｌＮ流延素坯膜中的残余碳．烧结后基板的断口ＳＥＭ照片表明晶粒发育较为完善，无明显开气孔，断裂模式为沿晶断裂．

陶瓷基板通孔制作研究与成孔质量分析

现今的LED电子产品正朝着高功率，高集成的方向发展，而小尺寸、高放热量的LED光源产品对PCB的散热性有很高的要求。陶瓷因具有高机械强度、高热导率、优良绝缘性和热膨胀系数等特点，正好迎合了LED电子产品的发展方向。满足高频、高散热PCB的性能需求。但传统PCB钻孔技术难以适用于高硬度、高脆性的陶瓷材料，因此陶瓷基板钻孔工艺需要重新分析与研究。文章将通过Al2O3基板的机械钻机制作通孔试验、A1203和AlN基板的CO2激光切割机制作通孔试验入手。从不同钻孔工艺参数、激光设备选用等方面实验变量。结合成品孔的孔径加工精度、孔口形貌、孔壁质量等实验结果。探讨生产陶瓷基PCB上通孔的工艺能力和可适用参数。为实现批量陶瓷基板通孔的制作打好基础。

近期国外高频高速型及高导热型PCB基板材料新品纷纷亮相

热阻仅铝制基板一半的LED车灯用金属基底基板[1]三菱综合材料(Mitsubishi Material)开发出LED车灯用金属基底基板nBoard^TM,以符合未来汽车所需的车灯需求。目前车灯已从既有的光源,逐渐改用高辉度LED灯。而高辉度LED灯讲求高散热性,因此多采用氮化铝基板或铝基板,也就是陶瓷基板。不过随着LED车灯的普及,产生了低价化的需求,期望能有散热性相当于陶瓷又具备成本优势的产品,因此开发铜或铝等金属基材的基板,受到相当期待。

一种车载照明封装基板的开发

LED芯片的热流密度更大,对封装基板材料热阻和膨胀系数的要求也越来越高。散热基板发展迅速,品种也比较多,目前主要有金属基印刷电路板、金属基复合材料,用来强化散热效果。作为一种新型的散热基板,AIN陶瓷封装基板稳定性好,可能是最有前景的研究方向。与金属材料封装基板相比,其省去绝缘层的复杂制作工艺,陶瓷基板封装(MLCMP)技术在热处理方面与传统封装方法相比有大幅度的改善。

新型移动式LED紫外固化设备

介绍了各种常用紫外光源的光谱,比较了各种光源的光谱、能效和功率密度特性,以及与光引发剂的匹配,突出了开发大功率LED紫外固化系统的必要性。介绍了一种基于氮化铝板和铜板的高效导热的LED集成封装结构,并以此为基础开发了移动式LED紫外光固化系统,可应用于地坪涂料的快速固化。

3D-MCM高集成微波模块的热设计研究和应用

文中针对3D-MCM高集成模块的散热问题,研究了3D-MCM组件在高能量密度、高集成度下的热设计,并以3D-MCM信号处理组件为例,根据信号处理组件电性能设计和封装布局设计要求,建立了参数化的有限元仿真模型。经过布局迭代、散热方式优化和组件材料优化,组件的等效热导率高达76 W/(m·K),封装基板局部的热导率可达183 W/(m·K)。基于氮化铝基板和纳米银等高导热材料,实现了高集成信号处理组件的高效散热设计。

AlN陶瓷/Cu异质材料低温过渡液相扩散连接

为了实现AlN陶瓷与Cu的低温连接、高温服役的目标,满足高温功率器件的服役需求,设计了一种连接方法,在350℃的大气环境下采用超声辅助熔焊的方式在AlN陶瓷表面熔覆了Sn-Al-Cu活性钎料层,之后将熔覆活性钎料的AlN陶瓷与Cu在保温温度300℃下进行过渡液相(transient liquid phase,TLP)扩散连接;利用扫描电子显微镜、能谱仪以及透射电子显微镜对显微组织及相结构进行分析;采用万能材料试验机对试样进行力学性能测试.结果表明,熔覆时间180 s时的活性钎料与AlN陶瓷实现了良好的结合,在AlN陶瓷/活性钎料界面处观察到一层由超声作用下吸附在AlN陶瓷表面的Al被氧化,并在较大的过冷度下形成厚度约为20 nm的非晶Al;O;层;保温时间60 min时焊缝中的Sn全部转变为Cu;Sn与Cu6Sn5;保温时间为240 min时形成焊缝全部由Cu;Sn构成的接头.AlN陶瓷/Cu接头抗剪强度随保温时间的延长而下降,全部由Cu;Sn构成的接头的抗剪强度约为31 MPa,断裂发生在Cu;Sn/AlN陶瓷界面处,形成了全金属间化合物的AlN陶瓷/Cu接头.

L波段大功率开关的研制

根据高功率、低插损、高隔离的要求,选择串并联电路形式对这些指标做折衷处理。采用多芯片模块组装工艺,把PIN管芯片通过焊料烧结在氮化铝基板上。相比于传统基板材料,氮化铝陶瓷基板导热性能优良,无需加装散热器,使电路尺寸减小,制作简单。实现在L波段上,通过峰值功率500 W、占空比30%的脉冲信号,插入损耗小于0.8 d B,隔离度大于35 d B。

表面改质技术

对组AIN陶瓷基板进行了减压直流等离子体喷涂镀川,在基板表面形成厚度约2拜m的金属川薄层,实现了川与川N的良好接合。对原基板和镀川后的基板进行了氧化处理,并以两块基板的处理面相对。