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总结微电子封装技术对封装基片材料性能的要求,论述Al2O3、AlN、BeO、SiC和Si3N4陶瓷基片材料的特点及其研究现状,其中AlN陶瓷基片的综合性能最好.分析轧膜、流延和凝胶注模薄片陶瓷成型工艺的优缺点,其中水基凝胶注模成型工艺适用性较强;指出陶瓷基片材料和薄片陶瓷成型工艺的发展趋势.

关键词: 电子封装材料 , Al2O3陶瓷 , AlN陶瓷 , BeO陶瓷 , SiC陶瓷 , Si3N4陶瓷 , 流延成型 , 凝胶注模成型

添加Y-Li-Ca系统的AlN陶瓷的低温烧结

徐笑雷 , 李文兰 , 庄汉锐 , 徐素英 , 李敏中

无机材料学报

本文探索了以自蔓延高温（SHS）法合成并经抗水化处理的AlN粉为原料，添加YLiO₂－CaF₂／YLiO₂－CaCO₃的AlN陶瓷的低温烧结.研究表明，YLiO₂－CaF₂／YLiO₂－CaCO₃是有效的低温烧结助剂，添加5wt％YLiO₂和0．5wt％CaF₂。，在1675℃下保温6h可得到密度为3．29g／cm³、热导率为97w／m.K的中等性能的AlN陶瓷.同时对YLiO₂-CaF₂、YLiO₂－CaCO₃两种添加剂系统进行了对比研究．结果表明，在同样的烧结条件下，前者对AlN陶瓷的低温烧结更为有利．

关键词: AlN陶瓷 , null , null , null

烧结助剂添加方式对AIN陶瓷力学性能的影响

许富民 , 李佳艳 , 张志军 , 石小磊 , 李晓娜 , 谭毅

机械工程材料

通过直接添加与原位生成两种方式引入Y2O3作为烧结助剂，热压烧结制备了A1N陶瓷；研究了添加方式及添加量对AlN陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明：原位生成烧结助剂的方式更有利于A1N陶瓷的致密化，特别是当原位生成的YzO。质量分数为2％时，AlN陶瓷的相对密度达到99．0％，硬度为15．39GPa，抗弯强度为383．0MPa，均高于直接添加Y20。的；同时可获得晶形完整、第二相含量少且大部分位于三叉晶界、晶粒间面一面接触的显微结构；随着原位生成烧结助剂添加量的增多，陶瓷的相对密度下降，在A1N晶界处出现大量第二相而导致陶瓷的硬度、抗弯强度等力学性能也下降。

关键词: AlN陶瓷 , 原位生成 , 烧结助剂 , 力学性能

Y2O3对SPS烧结纳米AlN粉末的影响

杜学丽 , 秦明礼 , 冯培忠 , 曲选辉

稀有金属材料与工程

利用低温燃烧法合成出了平均粒度为100 nm的AlN粉末,将合成的粉末采用放电等离子(SPS)技术进行低温强化烧结,研究Y2O3对烧结过程以及烧结试样特性的影响.XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率.实验表明:采用低温燃烧法合成出的AlN粉末具有非常好的烧结性能,采用SPS烧结技术,40 MPa压力下,在1600℃保温4 min,就能得到非常致密的AlN陶瓷;Y2O3对纳米AlN粉末在SPS低温强化烧结过程仍有促进作用,使试样在更低的温度下烧结致密,并且晶粒更细小,从而热导率也较低;加入Y2O3的烧结试样晶界强度增加,断口中有较多的穿晶断裂形式,而不加入Y2O3的烧结试样主要以沿晶形式断裂.

关键词: AlN陶瓷 , 氧化钇 , 低温燃烧法 , 放电等离子烧结

烧成制度对AlN陶瓷性能及显微结构的影响

姚义俊 , 万韬瑜 , 刘斌 , 张乐彬 , 李军

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.005

为了制备结构致密的AlN陶瓷，在AlN粉末中加入2％（w）的Y2 O3，经细磨、造粒、成型烘干后，在热压炉内于氮气气氛中1800～1950℃分别保温1～4 h无压烧结制得AlN陶瓷，并研究了烧成温度和保温时间对AlN陶瓷致密度、导热性及显微结构的影响。结果表明：随着烧成温度的提高和保温时间的延长，添加Y2 O3的AlN陶瓷的晶粒趋于均匀，显气孔率下降，致密化程度提高；当烧成温度为1850℃，保温时间达到2 h时，AlN陶瓷的相对密度达到99．8％，热导率达到94．8 W·（m·K）－1。

关键词: AlN陶瓷 , 氧化钇 , 烧成制度 , 保温时间 , 致密度 , 热导率

无压烧结高导热AlN陶瓷的研究进展

金奇杰 , 慕玮 , 袁文杰 , 李晓云 , 丘泰 , 杨华芳

硅酸盐通报

AlN以其优异的高热导率、与Si相匹配的热膨胀系数及其它优良的物理化学性能受到了国内外学术界的广泛关注,被誉为新一代高密度封装的首选基板材料.本文详细综述了AlN陶瓷的导热机理和无压烧结工艺等方面的研究进展,并介绍了烧结助剂的选取原则和AlN陶瓷热导率与温度的关系,以及展望了AlN基板的发展趋势和前景.

关键词: AlN陶瓷 , 热导率 , 无压烧结 , 烧结工艺

冲击波处理的AlN粉体的低温烧结特性

吴音 , 周和平 , 缪卫国 , 韩巍 , 薛鸿陆

无机材料学报

利用X射线衍射仪，对冲击波（压力为9．SGPa）处理的AIN粉体的衍射峰展宽现象进行分析，得到粉体内平均微观应变为2．85×10^-3；相应的位错密度为10¹¹／cm²；体内储存的缺陷能为0．36Cal／g．研究了以冲击波处理的AIN粉体为原料，在添加6Wt％以Dy₂O₃为主的助烧结剂的低温无压烧结过程中，缺陷对低温烧结和热导率的影响．结果表明：冲击波处理AIN粉体所致缺陷能，除了可以促进烧结；同时还起到了去除AIN晶格中的Al₂O₃，及提高热导率的作用．粉体中储存的能量在烧结过程中释放，使冲击粉试样比未冲击粉试样达到最大线收缩速率时的温度降低25℃；试样在1610℃，无压烧结4h，冲击粉试样密度为理论值的98％，而未冲击试样仅为80％．位错在烧结过程中为氧扩散提供渠道，使氧的扩散除了通过溶解一析出过程，还有固态扩散的作用，而这些位错在烧结后期得到回复．

关键词: AlN陶瓷 , null , null , null , null

燃烧合成AlN/ Y2O3陶瓷及致密化机理分析

郑永挺 , 韩杰才 , 张幸红 , 杜善义 , 赫晓东

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.03.010

采用SHS工艺,在100MPa的高压氮气下,制备了具有较高致密度的AlN/Y2O3陶瓷.结果显示,Al-N2-Y2O3体系的SHS过程中,当反应温度升至1760℃时,Y2O3与Al2O3形成共晶液相Y3Al5O12,发生液相烧结.随着Y2O3含量的增加,液相烧结作用增强,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性提高.Al-N2-Y2O3体系的SHS致密化主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性.

关键词: AlN陶瓷 , 燃烧合成 , Y2O3 , 致密化 , SHS-HIP

添加La2O3的AlN陶瓷的高压低温烧结

李小雷 , 马红安 , 郑友进 , 刘万强 , 左桂鸿 , 李吉刚 , 李尚生 , 贾晓鹏

功能材料

利用国产六面顶压机在5.0GPa,1300～1800℃条件下实现了以La2O3为助剂的AlN陶瓷体的高压低温烧结.用XRD、SEM、微区拉曼光谱对AlN高压烧结体进行了表征.研究表明,高压制备陶瓷体材料能够有效降低烧结温度和缩短烧结时间,烧结温度最低温度达到1300℃,可比传统烧结方法降低300℃以上,AlN高压烧结体的晶格常数比粉体的减小0.09%左右,其内部存在残余压应力,但AlN六方相的对称性没有发生改变.

关键词: AlN陶瓷 , 高压烧结 , La2O3 , 晶格常数