• <small id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></small><td id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></td>
  • <td id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></td><xmp id="2y0wi">
  • <small id="2y0wi"><td id="2y0wi"></td></small>
  • <td id="2y0wi"></td><td id="2y0wi"></td>
  • <button id="2y0wi"><button id="2y0wi"></button></button>
  • <xmp id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li>
  • <xmp id="2y0wi"><small id="2y0wi"></small>
  • <td id="2y0wi"></td>
  • <small id="2y0wi"></small><td id="2y0wi"></td>
  • <td id="2y0wi"><button id="2y0wi"></button></td>
    歡迎光臨淄博奧太新材料科技有限公司
    公司動態首頁 > 新聞動態 > 公司動態

    低鈉α-Al2O3在電子領域的應用

       發布時間:2021-07-08 點擊人數:466次

    1   概述

    氧化鋁從大類分可以分為冶金級和非冶金級兩種,冶金級主要用于鋁冶煉,非冶金級用途廣泛,主要用于陶瓷、耐火材料、研磨拋光、玻璃、填料、催化劑、吸附劑、涂層材料等,不僅用于冶金、化工、建材、機械、電子、醫藥、環保等行業,而且在航空航天、信息技術、新能源等髙精尖領域也得到了廣泛應用[1]。

    從物相分類,氧化鋁又可以分為α、γ、χ、θ、η、ρ等物相,其中α相是結構最為穩定的,具有耐酸堿、絕緣性能好、耐高溫、導熱率高等優點,因此應用也最多,通常其工業品名稱為煅燒α-氧化鋁,按照Na2O含量又可分為普通鈉、中鈉、低鈉型α-氧化鋁。

    電子級氧化鋁主要應用于與電氣性能有關的領域,比如電子基板、電子導熱硅膠、絕緣填料、電池材料等,因此對電氣性能要求較高,對于氧化鋁來講,Na2O是重要的有害雜質,因此,應用于電子級的氧化鋁通常為低鈉的α-Al2O3。電子級氧化鋁對產品的要求也相對耐火、普通陶瓷等應用要求也高很多。

    2   電子級氧化鋁的應用

    2.1  環氧復合絕緣材料

        由于α-Al2O3的絕緣性能好,且和環氧樹脂有較好的相容性,填充到環氧樹脂中可以起到顆粒補強作用,并能提高導熱能力,因此,可以和環氧樹脂制備成復合材料,應用到高壓絕緣材料,比如高壓開關盆式絕緣子、高壓互感器、絕緣拉桿、環氧套管等,電壓等級從110kV到1000kV,如圖1所示。

    高壓開關用盆式絕緣子


        環氧絕緣件通常采用澆注成型工藝,常用雙酚環氧樹脂、酸酐類固化劑,填料為α-Al2O3,通常質量分數為65-75%。將α-Al2O3和環氧樹脂混合,再加入固化劑,攪拌均勻后真空脫氣,注入到模具中,在120℃左右固化成型。成型后的絕緣件玻璃化轉變溫度可達140℃以上,提高了環氧樹脂的耐熱性能,滿足高壓電氣設備對材料耐熱性的要求。同時由于氧化鋁的顆粒增強作用,材料的硬度增加,彎曲強度可達140MPa,保證了絕緣件長期穩定的力學性能[2]。

    2.2  電子陶瓷

         α-Al2O3不但具有良好的成瓷性能,且具有高電阻率、高熱導率、低介電常數、介電損耗,因此被制備成不同的電子陶瓷,主要用于電子封裝[3]、真空滅弧室、行波管、點火器等。

    電氣陶瓷其中之一就是集成電路基板,從20世紀六十年代,就有將α-Al2O3采用流延法制備成陶瓷基板的專利,用于混合集成電路(HIC)和多芯片模件(MCM)陶瓷封裝。隨著電子技術的發展,不斷推出多層共燒技術(HTCC、LTCC),進一步提高了集成電路的小型化,氧化鋁陶瓷基片已成為應用最廣泛的電子陶瓷,占電子陶瓷基片的90%,已成為電子工業不可或缺的材料。常規工藝是含量96%Al2O3加入少量陶瓷助劑,并加入粘結劑、溶劑、分散劑等,制備成流動性較好的漿料,在水平運動的膠帶上流延并加溫固化,制成膠狀坯體后,再采用模具分切和打孔,坯體排膠后煅燒就制備成陶瓷基板,然后再進行金屬化、封裝等制成元器件,如圖2所示。

    2流延電子基板的制備工藝


    真空電子管殼陶瓷是通常采用95%Al2O3制備,應用于真空滅弧室、行波管等。主要采用等靜壓工藝,先將α-Al2O3和陶瓷助劑共同研磨,再用噴霧造粒方式制備成流動性較好的陶瓷造粒粉,再等靜壓成型。坯體干燥后高溫燒結成瓷,然后再金屬化組裝成器件[4]。管殼由于使用條件苛刻,不但要求瓷件機械強度高、體電阻率高、介質損耗小、介電常數穩定,還要保證足夠的封接強度。

    火花塞、點火器等陶瓷成型工藝和真空電子陶瓷成型工藝類似,由于火花塞應用于汽車發動機,其工作環境極為惡劣,點火瞬間溫度可達3000℃,壓力高達4MPa,需要承受較大的熱沖擊,同時還要耐高達幾萬伏的電壓,因此,不但要求粉體有較高的純度,而且在后期成型、燒結過程中須避免斑點、氣孔、變形等缺陷的產生。

    2.3  導熱絕緣材料

       α-A12O3不但具有良好的絕緣性能,且熱導率為30 W·m-1K-1,相對氮化鋁、氮化硼等性價比高,且在硅膠、硅油體系有良好的分散性能,因此,在電子導熱絕緣領域占有很大的比重,常用于導熱硅膠片、導熱灌封膠、導熱硅脂等材料[5]。導熱硅膠墊為氧化鋁和硅橡膠制備而成,先配料混煉,通過擠壓成型后硫化,然后切片就成為具有一定尺寸的柔性硅膠片,能夠填充到電子元件和殼體或散熱器的縫隙中,起到散熱作用,同時還起到絕緣、減震、密封等作用。導熱硅脂主要是由氧化鋁和硅油配制,并加有穩定劑和改性添加劑,調配成均勻的膏狀物質,用于散熱器和器件之間。導熱灌封膠是一種具有流動性的導熱材料,用于封裝電子元器件、線路等,提高整體性和耐候性及抗震等性能。

    2.4  電子玻璃

    LCD(液晶)玻璃基板是一種區別于普通玻璃的電子玻璃,是平板顯示的關鍵基礎材料之一,其表面極其平整,厚度為0.10.7mm。不但表觀質量要求苛刻,而且還要求極低的膨脹系數,良好的化學穩定性、高的機械強度等,是一種制備技術要求極高的材料[6]。LCD玻璃屬于無堿鋁硼硅酸鹽玻璃,即為SiO2-Al2O3- B2O3-RO體系(RO 為堿土金屬),因此要求其中的氧化鋁為低鈉α-A12O3,制造工藝主要有浮法、流孔下引法和溢流法3。

    2.5  鋰離子電池

    α-A12O3在鋰離子電池領域應用量最大的是隔膜涂層,即將α-A12O3粉體均勻的涂覆在一層有微孔結構的聚烯烴薄膜表面,用于隔離正負極防止短路,但又能保證鋰離子自由通過。隔膜基膜一般材質為PE或PP,采用干法拉伸或濕法(相分離法)制成[7],然后在其表面涂覆氧化鋁粉體,通常稱為陶瓷涂覆膜,如圖3所示?;つ蜏匦阅懿?、收縮率大,一旦出現大電流或溫度升高就會導致收縮失去隔離作用,從而造成電池短路,涂覆氧化鋁后,耐溫可達180℃,而且極大的減小了收縮率,同時提高耐刺穿能力和吸液率,有效提高電池安全性能。

    鋰電池隔膜結構(a.干法基膜b.濕法基膜c.氧化鋁涂覆)

    3   電子級氧化鋁質量控制要求

    3.1  化學成分

    一般來說,α-A12O3的主要雜質有Na2O、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等,除此還有一些微量元素,總雜質含量約0.5%,Al2O3含量≥99.5%。

    其中,Na2O含量是最為重要的一個指標,不但影響電子陶瓷的致密度,而且還由于Na2O結合A12O3生成具有一定導電性的β- Al2O3,從而影響其電氣性能[8]。在LCD玻璃中,由于Na離子會使液晶和薄膜晶體管中毒[4],進而使半導體液晶材料和薄膜材料劣化,縮短顯示器的壽命,并且還會污染生產線[9],通常液晶玻璃用α-Al2O3,要求其中Na2O含量不大于0.03%。因此,電子級的α-A12O3都必須是低鈉的產品。

    Fe2O3、TiO2等有色的氧化物不但會對下游產品造成顏色的影響,同時還會導致電氣性能下降,因此要求盡可能低。SiO2在下游產品中一般不是有害元素,比如陶瓷、玻璃等均需要添加SiO2,但其含量的波動對產品的配料有一定的影響,因此要控制在一定的范圍內。CaO、MgO一般情況下含量很低,除特殊要求外,一般不作為專門控制。

    另外,一些微量元素盡管含量極低,但對某些產品影響較大,必須嚴格控制,比如在LCD玻璃中,Cr、Cl、Li等元素必須控制,要求含量在5PPm之內。N、P、S元素則會引起鉑催化劑的中毒。

    3.2  粒度及顆粒形貌

    作為α-A12O3粉體,其粒度可以說是最重要的一項物理指標,粒度的大小及其分布不但影響產品的工藝性能,還會對產品本身的性能產生較大的影響。作為電子材料的應用,必須嚴格控制其粒度的大小及其分布。

    當α-A12O3粉體作為填料使用時,其微觀形貌對其流變性能有很大的影響,不同的形貌在有機基體中的粘度差異較大,一般來說,形貌越規整,其粘度越低。因此,為了降低粘度,通過適當的工藝控制,α-A12O3可以制備成球形、片狀規則形貌。

    3.3  異物的控制

    α-A12O3粉體中的雜質除了一般意義的化學雜質外,其引入的異物也是一種重要雜質。電子領域應用α-A12O3粉體時,由于制品非常精細,因此對異物的要求非常嚴格。一般情況下,混入的常見異物有金屬顆粒、非金屬顆粒、纖維等。金屬性異物對產品的電氣性能的影響較大,同時也對外觀產生較大的影響,比如,在陶瓷燒結中,一旦有10微米以上的含Fe顆粒,就會在陶瓷表面形成一個色點,造成產品的報廢。在有機填充時,這些異物也會對制品的表面造成缺陷。

    3.4  應用性能

    衡量α-A12O3粉體產品質量指標時,除了一般的理化指標外,其應用性能也是重要的衡量指標,尤其是應用到復合體系時,其工藝性能往往直接決定了下游生產是否能穩定進行。例如,在電子陶瓷的制備過程中,α-A12O3和陶瓷助劑配制成陶瓷漿料,漿體的流變性超出范圍就會導致無法造粒。在用做環氧樹脂或硅橡膠填料時,其固化性能就是一個重要的衡量指標。

    4   電子級氧化鋁的發展趨勢

    電子級氧化鋁相對于耐火、陶瓷、研磨拋光等領域用量小,但其對產品的要求較高,隨著電子技術的高速發展,用于電子領域的α-A12O3粉體要求也越來越高。更高品質的產品和產品的指標的穩定將是未來的發展趨勢。

    (1)產品更高的純度意味著電氣元器件更高的可靠度,隨著電氣元器件的小型化,要求α-A12O3具有更高的純度,尤其是異物的含量將要求越來越高。

    (2)高性能的亞微米α-A12O3在未來高端電子應用領域有著較強的優勢,更高轉化率、小比表面積的亞微米粉體將是技術發展趨勢。

    (3)除了對產品理化指標的嚴格控制之外,作為電子領域應用的α-A12O3,其產品的批一致性和穩定性越來越受到關注,成為產品質量重要的衡量指標。

    關注微信

    淄博奧太新材料科技有限公司 魯ICP備17018495號 技術支持:微搜信息

    魯公網安備 37039002000376號

    亚洲欧美国产日韩天堂区_精品久久免费视频_欧美va天堂va视频va在线_欧美va免费视频
  • <small id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></small><td id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></td>
  • <td id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li></td><xmp id="2y0wi">
  • <small id="2y0wi"><td id="2y0wi"></td></small>
  • <td id="2y0wi"></td><td id="2y0wi"></td>
  • <button id="2y0wi"><button id="2y0wi"></button></button>
  • <xmp id="2y0wi"><li id="2y0wi"></li>
  • <xmp id="2y0wi"><small id="2y0wi"></small>
  • <td id="2y0wi"></td>
  • <small id="2y0wi"></small><td id="2y0wi"></td>
  • <td id="2y0wi"><button id="2y0wi"></button></td>