对于LED灯等应用来说，热（HEAT）都是它们的头号敌人，比如说LED的功率越大温度就越高，如果无法及时散热，会导致亮度衰减加快。

奥迪的LED车头大灯

为了对症下药，散热基板的应用得到了重视。它的作用是吸收芯片产生的热，并传导至热沉上，从而实现与芯片外界的热交换。目前常用的基板材质中，氮化铝基板由于具有很高的导热率（比氧化铝基板差不多高10倍）、非常优良的绝缘性及与灯珠更匹配的热膨胀技术等一系列优点，成为了最理想的基板材料。

但是菜做得好不好吃还得看厨子手艺，氮化铝散热基板也是如此。一块氮化铝基板要想被称赞，首先导热性就要好。那具体都是哪些因素影响了它的导热性质呢，下面便来看看：

①氧含量及其它杂质的影响

AIN 对氧有很强的亲和力。当AIN颗粒暴露于空气中时，颗粒表面往往会自发形成 Al₂O₃，部分氧还会固溶进入AIN晶格，从而形成铝空位。

铝空位形成缺陷的方程为： Al₂O₃→2Al_Al+3O_N+V_Al

在上式中，V_Al表示铝空位。由于铝空位会散射声子，使声子的散射载面增大，损害热导率。因此为了增加其热导率就必须严格的控制氧元素的含量，通常对氧含量的要求是小于1 wt%。

另外，由于氧以外的其它杂质（包含金属杂质与非金属杂质）也会固溶在 AIN 晶格中，导致 AIN产生缺陷，严重降低热导率。一般情况下，AIN粉体中包含 Fe、Mg、Ca等金属杂质的总含量需不超过500 ppm，非金属杂质，包含Si、C等的总含量应低于0.1wt%。

②粒径大小的影响

一般来说，致密度不高的材料热导率也不会高。所以为了获得高致密度的AIN陶瓷，一般采取的方法有：使用超细粉、改善烧结方式、引入烧结助剂等方法，AlN粉末粒径的大小会直接影响到 AIN 陶瓷烧结的致密度。

在烧结过程中，AIN 粉体颗粒在粘合作用下相互靠拢，键合，重排，最终相互融合长大成为大晶粒。这些连续均匀的晶粒会为声子的传播提供更加直接的通道，从而增强AIN陶瓷的热导率。超细AIN粉末由于其高的比表面积，会在烧结的过程中增加烧结的推动力，加速烧结的过程。此外，粉末的尺寸变小也就意味着物质的扩散距离变短，高温下有利于液相物质的生成，极大地加强了流动传质作用。由于 AIN 自扩散系数小，烧结非常困难。只有使用纯度高的超细粉，才可以在烧结的过程中尽可能的减少气孔的出现，保持高致密度。因此，工业上一般要求超细AlN粉末的D₅₀尺寸尽可能的保持在1～1.5 um左右且粒度均匀。

③颗粒形状的影响

相较于颗粒尺寸对AIN 陶瓷的影响，颗粒的形貌对其的影响主要集中在粉体的流动性以及填充率的增加上。工业上一般认为球形AIN粉体更适合用于制备散热基板。

与其他形状如棒状，双头六角形状相比，球形粉体的流动性比较好，而且填充率也会相对高一些——特别是作为填料时，流动性差意味着难以均匀混合，势必会对产品的性能造成一定的负面影响。而球形粉体制成的封装材料应力集中小、强度高，由于球形粉体摩擦系数小，对模具的磨损小，因此还可延长模具的使用寿命，提高经济效益。

资料来源：

适合于导热基板用AIN粉体的制备与表征，马丁。

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