對于LED燈等應用來說，熱（HEAT）都是它們的頭號敵人，比如說LED的功率越大溫度就越高，如果無法及時散熱，會導致亮度衰減加快。

奧迪的LED車頭大燈

為了對癥下藥，散熱基板的應用得到了重視。它的作用是吸收芯片產生的熱，并傳導至熱沉上，從而實現與芯片外界的熱交換。目前常用的基板材質中，氮化鋁基板由于具有很高的導熱率（比氧化鋁基板差不多高10倍）、非常優良的絕緣性及與燈珠更匹配的熱膨脹技術等一系列優點，成為了最理想的基板材料。

但是菜做得好不好吃還得看廚子手藝，氮化鋁散熱基板也是如此。一塊氮化鋁基板要想被稱贊，首先導熱性就要好。那具體都是哪些因素影響了它的導熱性質呢，下面便來看看：

①氧含量及其它雜質的影響

AIN 對氧有很強的親和力。當AIN顆粒暴露于空氣中時，顆粒表面往往會自發形成 Al₂O₃，部分氧還會固溶進入AIN晶格，從而形成鋁空位。

鋁空位形成缺陷的方程為： Al₂O₃→2Al_Al+3O_N+V_Al

在上式中，V_Al表示鋁空位。由于鋁空位會散射聲子，使聲子的散射載面增大，損害熱導率。因此為了增加其熱導率就必須嚴格的控制氧元素的含量，通常對氧含量的要求是小于1 wt%。

另外，由于氧以外的其它雜質（包含金屬雜質與非金屬雜質）也會固溶在 AIN 晶格中，導致 AIN產生缺陷，嚴重降低熱導率。一般情況下，AIN粉體中包含 Fe、Mg、Ca等金屬雜質的總含量需不超過500 ppm，非金屬雜質，包含Si、C等的總含量應低于0.1wt%。

②粒徑大小的影響

一般來說，致密度不高的材料熱導率也不會高。所以為了獲得高致密度的AIN陶瓷，一般采取的方法有：使用超細粉、改善燒結方式、引入燒結助劑等方法，AlN粉末粒徑的大小會直接影響到 AIN 陶瓷燒結的致密度。

在燒結過程中，AIN 粉體顆粒在粘合作用下相互靠攏，鍵合，重排，最終相互融合長大成為大晶粒。這些連續均勻的晶粒會為聲子的傳播提供更加直接的通道，從而增強AIN陶瓷的熱導率。超細AIN粉末由于其高的比表面積，會在燒結的過程中增加燒結的推動力，加速燒結的過程。此外，粉末的尺寸變小也就意味著物質的擴散距離變短，高溫下有利于液相物質的生成，極大地加強了流動傳質作用。由于 AIN 自擴散系數小，燒結非常困難。只有使用純度高的超細粉，才可以在燒結的過程中盡可能的減少氣孔的出現，保持高致密度。因此，工業上一般要求超細AlN粉末的D₅₀尺寸盡可能的保持在1～1.5 um左右且粒度均勻。

③顆粒形狀的影響

相較于顆粒尺寸對AIN 陶瓷的影響，顆粒的形貌對其的影響主要集中在粉體的流動性以及填充率的增加上。工業上一般認為球形AIN粉體更適合用于制備散熱基板。

與其他形狀如棒狀，雙頭六角形狀相比，球形粉體的流動性比較好，而且填充率也會相對高一些——特別是作為填料時，流動性差意味著難以均勻混合，勢必會對產品的性能造成一定的負面影響。而球形粉體制成的封裝材料應力集中小、強度高，由于球形粉體摩擦系數小，對模具的磨損小，因此還可延長模具的使用壽命，提高經濟效益。

資料來源：

適合于導熱基板用AIN粉體的制備與表征，馬丁。

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