СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ образом, наличие в нём большого ко личества примесей и растворённого в решётке кислорода, что приводит к рассеянию фононов. Способствовать повышению теплопроводности спе чённого нитрида алюминия можно за счёт введения в качестве активирую щих спекание и раскисляющих доба вок фтористых соединений редкозе мельных металлов [2], углерода [3] или активных металлов [4]. Однако эти ме тоды решения задачи повышения теп лопроводности приводят к ухудшению диэлектрических свойств, снижению удельного электросопротивления и важных эксплуатационных характе ристик изделий из нитрида алюминия; они недостаточно технологичны, не экономичны и не позволяют получать высокую теплопроводность керамики. Кроме того, введение в исходнуюсмесь различных добавок повышает токсич ность газообразных выбросов, создаёт сложности в работе печей из за кор розионного воздействия фторидов, приводит к увеличению стоимости нитрида алюминия. Таким образом, создание техноло гичного и экономичного метода полу чения керамики на основе нитрида алюминия с высокой теплопровод ностью возможно при использовании порошка с минимальным уровнем примесей и минимальным количест вом активирующих спекание добавок. Это обеспечит высокую плотность и теплопроводность керамики на основе нитрида алюминия. Целью данной работы является раз работка технологии изготовления теплопроводящих подложек из алю монитридной керамики с высокими теплофизическими и электротехни ческими характеристиками. Э КСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Анализ литературных данных пока зал, что проблемы спекания плотных материалов из нитрида алюминия свя заны, с одной стороны, с ковалентным характером связи Al–N, что определяет необходимость высоких температур спекания, а с другой – с наличием в ис ходных порошках примеси кислоро да, который при спекании внедряется в решётку нитрида алюминия, созда вая вакансии алюминия, на которых и происходит рассеяние фононов, т.е. снижается теплопроводность матери ала. Для решения этой проблемы мы использовали спекающую добавку Y 2 O 3 от 1 до 5% мас. При взаимодей ствии Y 2 O 3 с находящимся на поверх ности частиц нитрида Al 2 O 3 происхо дит образование жидкойфазы (рис. 1), интенсифицирующей спекание при 1760 ° С, а очистка решётки нитрида алюминия от кислорода (чем и дости гается высокая теплопроводность ма териала) происходит при 1800 ° С. При этом образуется алюмоиттриевый гра нат, который высаживается на поверх ности зёрен. Большое влияние на теплофизичес кие свойства алюмонитридной кера мики оказывает метод формообра зования образцов. В данной работе рассматривали два метода формооб разования: прессование и литьё. Ме тод прессования показал неравномер ную плотность, низкие электро и теплофизичекие характеристики об разцов, а также низкую производи тельность и большие затраты при из готовлении подложек размером до 200 × 200 мм, поэтому для дальнейше 15 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 Реклама © СТА-ПРЕСС