唐少炎 胡文俏

胡木林2

1.湖南工业大学

包装与材料工程学院

湖南 株洲 412007

2.华中科技大学

材料学院

湖北 武汉 430000

1 研究背景

AlN陶瓷不仅具有密度低、比强度高、无毒性的特点，而且还拥有优良的热学性能和电学性能。如：优异的热传导性（热导率理论值为320 W/(m·K)），低介电常数（1 MHz下约为8），良好的电绝缘性（体积电阻率大于1012Ω·m）[1-2]。AlN陶瓷因其良好的综合性能在很多领域得到了广泛应用，以氮化铝制备的陶瓷基片和电子封装材料已经占据了半导体基片及封装领域的大部分市场。所以AlN陶瓷受到了学者们的广泛关注。

高热导率是AlN陶瓷最突出的性能之一，而制备高热导率AlN陶瓷的关键在于控制AlN陶瓷当中氧杂质的含量和晶界相的分布[3]。其中对晶界相分布及含量的控制主要集中在烧结过程中，所以对AlN陶瓷烧结工艺的研究十分重要。当前AlN陶瓷烧结的工艺主要有：常压烧结、高压烧结、微波烧结、放电等离子烧结、热压烧结等。

A.V.Virkar等[4]以氧化钇作为烧结助剂，采用常压烧结，在1850 ℃下烧结1000 min后，获得了密度为3.31 g/cm3、热导率高达232 W(m·K)的AlN陶瓷。但是它的烧结温度太高且保温时间太长，大大地增加了生产成本。

李小雷[5]在未添加烧结助剂的前提下，采用高压烧结工艺，在温度为1800 ℃、压力为5.0 GPa、保温时间为50 min的条件下烧结，得到了热导率达到107.6 W/(m·K)的AlN陶瓷。但是高压烧结工艺对设备的要求极为苛刻，生产成本很高。

卢斌等[6]在不添加任何烧结助剂的前提下，采用微波烧结工艺，使用氮化铝微粉，在烧结温度为1700 ℃、保温2 h的条件下，制备了相对密度高达99.7%的AlN陶瓷。……