1.本发明涉及陶瓷基板制备技术领域，尤其涉及一种高强度高热导氮化硅陶瓷基板及其制备方法和应用。
背景技术：
2.能源作为人类社会生活和生产的重要物质基础，已成为社会发展过程中不可或缺的重要支撑。目前广泛使用的能源主要是化石能源。由于化石能源在使用过程中将产生污染气体，对环境造成危害；并且，化石能源作为一种不可再生资源，无法永久为人类提供能源。因此亟需寻找一种新的替代能源。电能因具备清洁、高效、可再生性等特点而受到人们的关注，已广泛应用于日常生活和工业生产中。绝缘栅双极型晶体管(igbt)作为电能变换与传输的核心器件，在智能电网、高铁列车和新能源汽车等领域应用极广。随着使用需求的不断提升，igbt逐渐向更大的功率密度，更小的产品尺寸，更集成化的功能等方面发展。这使得igbt在运行过程中产生更多热量。若不能及时将igbt内部多余的热量发散，这些热量便会在igbt内部聚集，降低igbt使用性能，并损害其使用寿命。封装技术作为igbt产业链中的关键环节，不仅能使igbt与外部隔离，提供机械支撑保护和电绝缘作用；还具备将igbt内部多余热量发散的作用。陶瓷材料因兼具良好的热导率、优异的绝缘性和机械性能，已成为igbt领域常用的封装基板材料。为了适应igbt的发展方向和使用需求，陶瓷基板材料需具备更高的热导率和更大的机械强度，使得主要由传统陶瓷材料构成的陶瓷基板领域面临巨大的挑战。因此，亟需开发兼具优异热导率和机械性能的新型陶瓷基板材料。
3.氮化硅作为一种重要的结构陶瓷材料，具备优异的力学性能和抗热震性能(在空气中加热至1000℃以上，再急剧骤冷急剧加热，也不会碎裂)，并且有研究结果表明，室温下单晶氮化硅的理论热导率可达450w/m
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k。因此，氮化硅陶瓷被视为制备高性能陶瓷基板的理想材料之一。由于晶格氧、杂质原子、位错、空位、晶界和残留的第二相等因素引起的声子散射作用，实际制备的氮化硅热导率远低于单晶氮化硅的理论热导率。为了获得高热导的氮化硅陶瓷，一般利用长时间高温保温，通过氧在高温下扩散速率更快作用，实现对氮化硅晶格的净化，降低晶格氧含量。此外，长时间高温保温也有可促进晶粒生长，降低晶界相对热导率的阻碍作用。但是，根据hall
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petch原理，晶粒尺寸过大，将造成氮化硅陶瓷机械性能的快速恶化。由此可知氮化硅的高热导率和高强度是两个相互矛盾的性能，所以很
声明：
“高强度高热导氮化硅陶瓷基板及其制备方法和应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：广东工业大学
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2025年06月13日 ~ 15日 
