文 献 综 述

1.引言

近年来，各种应用对高性能(速度)、高密度(大量元件)电路的需求日益增长，使电路设计与器件结构的发展日新月异。未来军事武器系统以及航空航天设备对新型高热导率封装材料与封装技术的需求十分迫切^[1]。

陶瓷#8211;金属封接技术是一门多学科交叉技术，目前已广泛应用于真空电子技术、微电子封装技术、能源化工和航空航天等领域。陶瓷#8211;金属封接技术的主要方法有：烧结金属粉末法、活性金属法、玻璃焊料法(氧化物焊料法)、固相压力扩散法、蒸发或溅射金属法等^[2]。随着工业的发展，对陶瓷#8211;金属封接技术的要求越来越高，基于经济产业化等因素的考虑，目前世界各国主要用于生产的陶瓷#8211;金属封接法是烧结金属粉末法，包括活化钼#8211;锰(Mo#8211;Mn)法和活性金属法，并以活化Mo#8211;Mn法为主^[3]。烧结金属粉末法是在一定气氛中高温条件下，在瓷件上烧结一层金属粉，使瓷表面带有金属性质，可与金属件进行封接。活化Mo#8211;Mn法是在烧结金属粉末法(传统Mo#8211;Mn法)的基础上发展起来的，其实质是在Mo#8211;Mn配方中添加一些在金属化时能形成玻璃相的氧化物，如：Al₂O₃，SiO₂等，以扩大原始Mo#8211;Mn配方的适应性。目前，活化Mo#8211;Mn法主要应用于Al₂O₃陶瓷中，所以通过综合分析活化Mo#8211;Mn法陶瓷金属化工艺及机理，以达到改进其工艺，拓宽其应用范围的目的，具有重要的现实意义。

活化Mo#8211;Mn法陶瓷#8211;金属封接技术的提出和应用已有多年，但近年来随着真空器件的大型化、高功率化的发展，能源、化工和航空、航天领域高温、腐蚀、高承载等苛刻的服役环境，以及陶瓷材料本身高纯、复合和非氧化物陶瓷大量使用等发展趋势，对于陶瓷#8211;金属封接技术提出了新的挑战^[4]。

2.AlN的基本特性及其导热机理

2.1 AlN的基本特性

通常可用作基片的陶瓷材料主要包括Al₂O₃、BeO、SiC和AlN等。Al₂O₃陶瓷的热导率低，其热膨胀系数与Si不太匹配，不适合大功率应用；BeO和SiC陶瓷虽然热导率都很高，但如前所述，BeO有毒，SiC的介电强度较低，因而使用受到限制；AlN与硅的热膨胀系数比较匹配，并具有良好的综合性能，是理想的基片材料。

AlN晶体的晶格常数为a=0.31nm，c=0.498nm，属六方晶系，是以[AlN4]四方体为结构单元的纤维矿型共价键化合物，AlN晶体呈白色或灰色，常压下分解温度为2200-2450℃，理论密度为3.26g/cm^3[5]。

2.2 AlN的导热机理