(1)热导率高,满足器件散热需求;
(2)耐热性好,满足功率器件高温(大于200°C)应用需求;
(3)热膨胀系数匹配,与芯片材料热膨胀系数匹配,降低封装热应力;
(4)介电常数小,高频特性好,降低器件信号传输时间,提高信号传输速率;
(5)机械强度高,满足器件封装与应用过程中力学性能要求;
(6)耐腐蚀性好,能够耐受强酸、强碱、沸水、有机溶液等侵蚀;
(7)结构致密,满足电子器件气密封装需求。
氮化铝性能如何呢?氮化铝作为陶瓷基板材料其性能如下:
(1)氮化铝的导热率较高,室温时理论导热率最高可达320W/(m·K),是氧化铝陶瓷的8~10倍,实际生产的热导率也可高达200W/(m·K),有利于LED中热量散发,提高LED性能;
(2)氮化铝线膨胀系数较小,理论值为4.6×10-6/K,与LED常用材料Si、GaAs的热膨胀系数相近,变化规律也与Si的热膨胀系数的规律相似。另外,氮化铝与GaN晶格相匹配。热匹配与晶格匹配有利于在大功率LED制备过程中芯片与基板的良好结合,这是高性能大功率LED的保障;
(3)氮化铝陶瓷的能隙宽度为6.2eV,绝缘性好,应用于大功率LED时不需要绝缘处理,简化了工艺;
(4)氮化铝为纤锌矿结构,以很强的共价键结合,所以具有高硬度和高强度,机械性能较好。另外,氮化铝具有较好的化学稳定性和耐高温性能,在空气氛围中温度达1000℃下可以保持稳定性,在真空中温度高达1400℃时稳定性较好,有利于在高温中烧结,且耐腐蚀性能满足后续工艺要求。
由以上看来,氮化铝陶瓷具有高热导率、高强度、高电阻率、密度小、低介电常数、无毒、以及与Si 相匹配的热膨胀系数等优异性能,是最具发展前途的一种陶瓷基板材料。