실제 응용 분야에서는 높은 열 전도성과 높은 전기 절연성 외에도 질화알루미늄 기판은 다양한 분야에서 높은 굽힘 강도를 요구합니다. 현재 시중에서 유통되는 질화알루미늄의 3점 굽힘 강도는 일반적으로 400~500MPa이며, 이는 특히 높은 신뢰성 요구 사항이 있는 IGBT 전력 장치 분야에서 질화알루미늄 세라믹 기판의 홍보 및 적용을 심각하게 제한합니다. AlN 재료의 복잡한 생산 공정과 높은 생산 비용으로 인해 대부분의 국내 AlN 재료는 여전히 높은 열 전도성과 고강도에 대한 응용 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
질화알루미늄 세라믹 기판을 준비할 때 소결 방법과 소결 첨가제를 선택하면 절반의 노력으로 두 배의 결과를 얻을 수 있으며, 현재 질화알루미늄 세라믹을 소결하는 일반적인 방법은 소결 첨가제를 도입하는 것입니다. 한편으로는 저온 공융상의 형성, 액상 소결의 실현으로 소형 몸체가 촉진됩니다. 반면 질화알루미늄에 함유된 산소불순물이 제거되어 격자가 개선되며 열전도율이 높아진다. 현재 AlN 세라믹 소결에 사용되는 소결첨가제는 주로 Y2O3, CaO, Yb2O3, Sm2O3, Li2O3, B2O3, CaF2, YF3, CaC2 등 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
소결 질화알루미늄 세라믹 배합계에서 Y2O3가 3.5wt%를 초과하면 Y-Al-O 함량이 크게 증가하여 소결 과정에서 응집된다. Y3Al5O12(약 9W/(m·K))의 낮은 열전도율로 인해 소결 후 질화알루미늄 세라믹 제품의 열전도율에 심각한 영향을 미칩니다. CaF2 및 Li2O의 함량이 1.33wt%를 초과하면 불화물 및 Li 함유 화합물의 휘발로 인해 소결 과정에서 질화알루미늄 세라믹 소결체의 기공률이 증가하고 세라믹의 밀도가 감소하게 된다. , 소결 후 질화알루미늄 세라믹 제품의 굽힘 강도가 급격히 감소합니다. 각 첨가제가 최소값 미만인 경우 기계적 물성 향상 효과가 발휘되지 않거나 그 효과가 매우 미미하다.
요약하면, 실제 응용 분야에서 질화알루미늄 세라믹 기판은 높은 열 전도성, 높은 전기 절연성 및 높은 굽힘 강도라는 포괄적인 요구 사항에 직면해 있지만, 시장에서 유통되는 제품의 굴곡 강도는 일반적으로 낮기 때문에 광범위한 적용이 제한됩니다. IGBT 파워 디바이스 등 고신뢰성 분야. 동시에, 국내 AlN 재료는 복잡한 생산 공정과 높은 생산 비용으로 인해 높은 열전도도와 고강도에 대한 응용 요구를 충족시키기 어렵습니다. 따라서 질화알루미늄 세라믹 기판 제조에 있어서 적절한 소결방법과 소결첨가제의 선택은 저온 공융상을 형성하여 치밀화를 촉진할 뿐만 아니라 산소 불순물을 제거하여 열적 특성을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 전도도. 그러나 열전도도와 굽힘 강도에 부정적인 영향을 미치지 않도록 소결 첨가제의 선택과 투여량을 엄격하게 제어해야 합니다. 앞으로 질화알루미늄 세라믹 기판의 성능을 향상시키기 위해서는 더 높은 수준의 적용 요구를 충족시키기 위해 소결 공정 및 제제 시스템을 더욱 최적화하는 것이 여전히 필요합니다.
