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氮化物陶瓷基板燒結的關鍵材料——氮化硼
氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結合的難熔化合物為主要成分的陶瓷,應用較廣的陶瓷有氮化硅(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)等陶瓷。其中,由于具有優異的硬度、機械強度和散熱性,氮化硅陶瓷和氮化鋁陶瓷可制成用于電子封裝的陶瓷基板,具有良好的發展前景。而在氮化鋁、氮化硅陶瓷基板的制備過程中,氮化硼陶瓷發揮了重要的作用。

一、氮化硼的特點

氮化硼(Boron Nitride)是一種由相同數量的氮原子(N)和硼原子(B)組成的二元化合物,其實驗式是BN。?按晶型分,氮化硼被分為六方氮化硼(hBN,又稱α-BN或g-BN)、立方氮化硼(CBN,又稱β-BN或z-BN)、菱方氮化硼(RBN)和纖鋅礦氮化硼(WBN)。
氮化物陶瓷基板燒結的關鍵材料——氮化硼
圖??氮化硼晶體結構,來源:維基百科
其中,立方氮化硼和六方氮化硼是比較常見的晶型。立方氮化硼結構類似于鉆石,極其堅硬,被廣泛使用的工業鉆磨工具。六方氮化硼(hexagonal boron nitride)是一種白色的粉末,是一種先進陶瓷材料,其晶體結構與石墨非常相似,且兩者的物理化學性質也較為相像,因此六方氮化硼也被稱為“白色石墨”,是最普遍使用的氮化硼形態。
六方氮化硼的特點:
  • 膨脹系數相當于石英,但導熱率卻為石英的十倍,與不銹鋼相同,高導熱系數熱壓制品為33W/M.K,抗熱震性能極好;

  • 在機械特性方面擁有不磨蝕、潤滑性佳、極易加工等優點;
  • 在電氣特性方面擁有介電強度佳、低介電常數、高頻率下低損耗、可微波穿透、良好的電絕緣性等優點;
  • 在熱力特性方面擁有高熱傳導、高熱容量、低熱膨脹、抗熱沖擊、高溫潤滑性及高溫安全性等優點;
  • 在化學特性方面擁有化學安定性、抗腐蝕、抗氧化、低濕潤、生物安定性及不沾性等優點。

二、氮化硼在陶瓷基板的應用

1、氮化硅/氮化鋁基板的燒結坩堝

氮化硼坩堝可以用于燒結氮化硅基板/結構件燒結、氮化鋁基板/結構件等,最高使用溫度2100℃,具有耐高低溫反復沖擊,耐碳腐蝕,與金屬、陶瓷材料不反應,不粘結,使用壽命長等特點,可以代替石墨,氧化鋁坩堝。
氮化物陶瓷基板燒結的關鍵材料——氮化硼
圖??氮化鋁/氮化硅基板燒結用坩堝,來源:賽瑞特

2、氮化硼隔離粉

氮化硼隔離粉用于氮化鋁/氮化硅陶瓷基板燒結過程中的生坯隔離或者埋燒用途,可防止基板不會相互粘結,能夠使燒結好的基板片之間輕松分離,不會污染產品,并且降低基板表面粗糙度,提高產品合格率。燒結后的陶瓷基板可通過拋刷及超聲波清洗將基板表面的氮化硼層去除。
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推薦活動:【邀請函】2024年半導體陶瓷產業論壇(2024年4月12日·泉州)

2024年半導體陶瓷產業論壇

The ?Semiconductor Ceramics Industry?Forum

2024年4月12日
泉州·泉商希爾頓酒店

福建省泉州市晉江市濱江路999號

主辦單位:深圳市艾邦智造資訊有限公司
協辦單位:福建華清電子材料科技有限公司
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大功率電力電子器件用陶瓷封裝基板的研究進展

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5

第三代功率半導體封裝用AMB陶瓷覆銅基板

擬邀請AMB企業/高校研究所

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多孔陶瓷的研究進展及在半導體領域的應用

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7

LTCC技術在半導體晶圓探針卡中的應用

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8

CVD用絕緣高導熱氮化鋁陶瓷加熱器的研發

擬邀請陶瓷加熱盤企業/高校研究所

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耐等離子腐蝕的氧化釔陶瓷的開發與應用

擬邀請氧化釔陶瓷企業/高校研究所

10

高強度高耐磨的氮化硅陶瓷材料的開發

擬邀請氮化硅陶瓷企業/高校研究所

11

碳化硅陶瓷結構件在集成電路制造關鍵裝備中的應用

擬邀請碳化硅陶瓷企業/高校研究所

12

半導體裝備用陶瓷靜電卡盤關鍵技術

擬邀請靜電卡盤企業/高校研究所

13

高純氧化鋁陶瓷制備工藝及其在半導體領域的應用

擬邀請氧化鋁陶瓷企業/高校研究所

14

真空釬焊設備在半導體領域的應用

擬邀請真空釬焊企業/高校研究所

15

高精度復雜形狀碳化硅陶瓷制備工藝研究

擬邀請碳化硅陶瓷企業/高校研究所

16

半導體設備用陶瓷的成型工藝技術

擬邀請成型設備企業/高校研究所

17

高強度氮化硅粉體制備工藝技術及產業化

擬邀請氮化硅粉體企業/高校研究所

18

高性能氮化鋁粉體連續式生產關鍵工藝技術

擬邀請氮化鋁粉體企業/高校研究所

19

覆銅陶瓷基板的失效機理分析及可靠性設計

擬邀請陶瓷基板企業/高校研究所

20

特種陶瓷高溫燒結工藝技術

擬邀請熱工裝備企業/高校研究所

21

半導體設備用陶瓷零部件表面處理技術

擬邀請表面處理/陶瓷零部件企業

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