随着电子元器件小型化和集成化趋势的发展,电子元器件的工作环境将会更加严苛,工作中产生的热量及时有效的散发,是保障电子元器件稳定工作以及延长工作寿命的重要因素。氮化铝(AlN)因其具有优良的热传导性、可靠的电绝缘性、低的介电常数、无毒以及与Si相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性,被认为是新一代功率电子器件封装的理想材料。本文开发出一种高效、低成本的在铝材表面生成氮化铝薄膜的新技术,可应用于LED照明以及其它功率电子器件的封装等领域的工业化生产,对提高我国微电子行业的技术水平的发展、促进LED等电子产业的进步具有重要意义。首先,通过描述铝单质与氮气生成氮化铝的化学反应原理以及火花放电营造的化学反应条件,进而对基于火花放电的氮化铝沉积过程进行分析。以单个火花放电过程中氮化铝的沉积过程为基础,分析在火花放电作用区域再次放电过程中,已经沉积的氮化铝对绝缘气体介质击穿的影响,以及放电通道对已经沉积的氮化铝的影响,进一步探索在铝基表面较大面积沉积氮化铝薄膜的过程机理。其次,根据火花放电的基础理论、氮气的物理化学性能以及传热学的相关理论,建立以高斯热源为基础的放电通道热学模型,并对相关参数进行修正。运用有限元分析软件对所建立的放电通道热学模型进行仿真分析。通过研究在热流密度的作用下的瞬态温度场分布,推测放电电流、放电脉宽对放电凹坑表面形貌的影响规律。从而预测火花放电通道在铝基表面的热影响区域的表面形貌,对后续成膜的加工参数优化、提高成膜效率及其质量提供一定的理论指导。最后,基于B30 CNC-EDM电火花成型机床,设计并制造了工具电极及其旋转驱动结构。为了在铝基表面较大面积的沉积氮化铝薄膜,设计了几种适用于本文所研究的氮化铝薄膜生成方法的电极相对运动轨迹,对比分析选择其中较为合适的模型。通过分析工件表面发生火花放电的机率,研究各种轨迹间距对成膜均匀性的影响规律,得出工具电极尺寸的优化建议,使得工件表面加工区域的放电机率较为均衡,从而得到均匀性较好的氮化铝膜层。利用开发的实验装置,在氮气氛围中对铝电极进行火花放电,采用X射线衍射(XRD)法对铝电极表面生成的物质进行检测,结果显示匹配度最高的物质为氮化铝,证明了基于火花放电的氮化铝薄膜生成技术是可行的。