氮化铝行业深度研究报告：AlN应用性能出众（40页）

行业报告下载 2023年05月11日 07:40 管理员

氮化铝因出众的热导性及与硅相匹配的热膨胀系数，成为电子领域备受关注的材料。氮化铝是一种六方晶系钎锌矿型结构形态的共价键化合物，其具有一系列优良特性，包括优良的热导性、可靠的电绝缘性、低的介电常数和介电损耗、无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等。它既是新一代散热基板和电子器件封装的理想材料，也可用于热交换器、压电陶瓷及薄膜、导热填料等，应用前景广阔。 AlN 的晶体结构决定了其出色的热导性和绝缘性。根据《氮化铝陶瓷的流延成型及烧结体性能研究》的研究中提到，由于组成 AlN 分子的两种元素的原子量小，晶体结构较为简单，简谐性好，形成的 Al-N 键键长短，键能大，而且共价键的共振有利于声子传热机制，使得 AlN 材料具备优异于一般非金属材料的热传导性，此外 AlN 具备高熔点、高硬度以及较高的热导率，和较好的介电性能。AlN 相较其他陶瓷材料，与硅相匹配的热膨胀系数，加上优秀的热导性，更有利于应用于电子产业。根据《AlN 陶瓷热导率及抗弯强度影响因素研究的新进展》的研究中提到，AlN 因其热膨胀系数与 Si 匹配度高而被广泛关注，而传统的基板材料如 Al2O3 由于其热导率低，其值约为 AlN 陶瓷的 1/5 且线膨胀系数与 Si 不匹配，已经不能够满足实际需求。

BeO 与 SiC 陶瓷基板的热导率也相对较高，但 BeO 毒性高，SiC 绝缘性不好。而 AlN 作为一种新型高导热陶瓷材料，具有热膨胀系数与 Si 接近、散热性能优良、无毒等特性，有望成为替代电子工业用陶瓷基板 Al2O3、SiC 和 BeO 的极佳材料。AlN 应用广泛，因出色的热导性成为新一代散热基板和电子器件封装的理想材料。根据艾邦陶瓷展的信息，AlN 还可用于热交换器、坩埚、保护管、浇注模具、压电陶瓷及薄膜、导热填料等。 1. 散热基板及电子器件封装散热基板及电子器件封装是 AlN 陶瓷的主要应用。氮化铝陶瓷具有优异的导热性能，热胀系数接近硅，机械强度高，化学稳定性好而且环保无毒，被认为是新一代散热基板和电子器件封装的理想材料，非常适合于混合功率开关的封装以及微波真空管封装壳体材料，同时也是大规模集成电路基片的理想材料。 2. 结构陶瓷晶圆加工用静电吸盘就是常见的结构陶瓷应用。氮化铝结构陶瓷的机械性能好，硬度高，韧性好于 Al2O3 陶瓷，并且耐高温耐腐蚀。利用 AIN 陶瓷耐热耐侵蚀性，可用于制作坩埚、Al 蒸发皿、半导体静电卡盘等高温耐蚀部件。