什么是氮化铝？

氮化铝俗称共价键化合物，是类金刚石氮化物、六方晶系、钎锌矿晶体结构、无毒白色或类白色原子晶体。氮化铝的分子式是AIN，氮化铝经过金属处理，可在大量电子仪器中替代氧化铝和氧化钽，氮化铝可以通过还原氧化铝和碳或直接氮化铝来制备。

氮化铝在惰性气氛中的高温下是稳定的，在2800℃是熔化，它具有高导热性和良好的电绝缘性能，以及低介电常数和介电损耗。这种特性组合使其成为光学、照明、电子和可再生能源领域许多应用的关键先进材料。

一、氮化铝陶瓷概述

氮化铝粉体纯度高、粒径小、活性高，是制造高导热氮化铝陶瓷基板的主要原料。氮化铝陶瓷基板具有高导热、低膨胀系数、高强度、耐高温、耐化学腐蚀、高电阻率和低介电损耗，是理想的大规模集成电路散热基板材料。氮化铝硬度高、超越传统氧化铝，是一种新型耐磨陶瓷材料。

氮化铝陶瓷基板优势是非常高的热导率（>170 W/mK）、高电绝缘力（>1.1012Ωcm）、双环法强度>320 MPa（双轴强度）、低热膨胀4至6x10-6K-1（在20和1000℃之间）、良好的金属化能力。

二、氮化铝陶瓷基板的相关资料

在我国陶瓷基板发展历史悠久，在基板种类不断增加，传统基材包括纤维基材、FR-4、铝基材和铜基材。随着工业需求的提升和完善，受限于散热和热膨胀系数的匹配，当传统基板性能难以满足新的需求时，人们不得不开始寻找替代品。在寻找各种需求的过程中，自然会比较各种基材最佳选择。

作为最佳选择，采用LAM技术（激光高速活化金属化）的氮化铝陶瓷基板可以使金属层与陶瓷结合更紧密，金属层与陶瓷的结合强度高。最大值可达45Pa（陶瓷片的强度大于1mm厚）。氮化铝基板具有金属膜层，具有较高的电阻和较低的电阻，导电层的厚度可在1μm～1mm范围内任意定制。

三、为什么氮化铝陶瓷基板比其它基板贵？

传统陶瓷基板相比，铝基板的导热系数为1-2W/mk。虽然铜本身的热导率达到383.8W/mk，但绝缘层的热导率只有1.0W/mk左右比较好。1.8W/mk氮化铝陶瓷基板导热系数高，数据为170~230W/mk，例如热膨胀系数（CTE）。

在LED照明领域，主流基板CTE的平均导热系数为14~17ppm/C，硅片的CTE为6ppm/C。在温差过大、温度变化较快的情况下，PCB会比芯片封装膨胀更多，导致拆焊问题。在这样的困扰下氮化铝陶瓷基板的CTE为4-5ppm/C，更亮更接近芯片的膨胀率，可以有效避免类似情况。

另外，氮化铝陶瓷基板不含有机成分，铜层不含氧化层。使用寿命长可在还原气氛中长期使用，适用于航空航天设备。氮化铝陶瓷基板在市场上应用广泛，由于它们的低频损耗和低介电常数，可以设计和组装高频电路。并且可以进行高密度组装，线/间距（L/S）分辨率可达20μm，在当前轻薄化的趋势下，非常有利于短、轻、薄的器件。

陶瓷基板的生产市场在海外，近年来为实现氮化铝陶瓷基板的国产化，利用自主研发的优势和国内市场对氮化铝基板日益增长的需求。为技术研发打下更好的基础，因此占据行业一线的地位，在国内DPC企业也对此更加重视氮化铝陶瓷基板优势突出。