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氮化铝导热系数与热膨胀系数,铝基板的导热系数和热阻

更新时间  2023-09-28 阅读 185

随着国内外LED行业向高效率、高密度、大功率等方向发展,从2017到2022就可以看出,整体国内LED有了突飞猛进的进展。功率也是越来越大,开发性能优越的散热材料已成为解决LED散热问题的当务之急。为了使LED结温保持在较低温度下,必须采用高热导率、低热阻的散热基板材料和合理的封装工艺,以降低LED总体的封装热阻。那么影响氮化铝陶瓷基板导热系数的因素有哪些?

氮化铝是一种人工合成矿物,并非天然存在于大自然中。AIN的晶体结构类型为六方钎锌矿型,具有密度小(3.26g/cm3)、强度高、耐热性好(约3060℃分解)、热导率高、耐腐蚀等优点。AlN是一种强共价键化合物,其热传导机理是晶格振动(即声子传热)。由于Al和N的原子序数小,从本性上决定了AlN具有很高的热导率,其热导率理论值可高达319W/m.K。但在实际产品中,由于AlN的晶体结构不可能完全均匀分布,并存在很多杂质和缺陷,使得其热导率般只有170-230W/m.K。

氮化铝导热系数与热膨胀系数,铝基板的导热系数和热阻

氮化铝导热系数与热膨胀系数,铝基板的导热系数和热阻

氮化铝陶瓷的主要特点:

1、导热系数高,是氧化铝陶瓷的5-10倍;

2、热膨胀系数(4.3×10-6℃)与半导体硅材料(3.5-4.0×10-6℃)相匹配;

3、良好的机械性能;

4、优良的电气性能,具有极高的绝缘电阻和低的介电损耗;

5、可进行多层布线,实现封装的高密度化和小型化;

6、无毒、有利于环保;

影响氮化铝陶瓷导热系数的多种因素:

在300k时,氮化铝单晶材料的理论导热系数高达319W(m-k),但在实际生产过程中,由于材料的纯度,内部存在缺陷(位错、气孔、杂质、晶格畸变)、晶粒 导热系数还受取向、烧结工艺等多种因素的影响,往往低于理论值。