Alumiininitridi (AlN) on -tehokas edistyksellinen keraaminen materiaali, jossa yhdistyvät kaksi keskeistä ominaisuutta samanaikaisesti: erittäin korkea lämmönjohtavuus ja erinomainen sähköeristys. Tämä harvinainen yhdistelmä tekee siitä kriittisen materiaalin nykyaikaisissa suuritehoisissa{2}}elektroniikkajärjestelmissä, joissa lämmönpoisto ja sähköturvallisuus on ratkaistava yhdessä.
Sitä käytetään laajasti teollisuudenaloilla, kuten uusissa energiaajoneuvoissa, 5G-viestinnässä, aurinkosähköenergian varastoinnissa ja kolmannen -sukupolven puolijohteissa, joissa lämmönhallinnan suorituskyky vaikuttaa suoraan laitteiden luotettavuuteen ja käyttöikään.
Perusmääritelmä ja rakenne
Alumiininitridi (kemiallinen kaava AlN) on epäorgaaninen yhdiste, joka muodostuu vahvalla kovalenttisella sidoksella alumiini- ja typpiatomien välillä. Se kuuluu laajakaistaisten-keraamisten puolijohdemateriaalien luokkaan.
Puhtaassa muodossaan AlN näyttää valkoisena jauheena tai läpinäkyvänä kiteenä. Teollisuus-laatuiset materiaalit ovat yleensä harmaan-valkoisia. Se on myrkytön, kemiallisesti stabiili ja kestää jopa noin 2200 asteen lämpötiloja, joten se soveltuu korkeiden lämpötilojen sovelluksiin.
AlN:n vakaa kiderakenne on kuusikulmainen wurtsiittirakenne, joka muistuttaa timantti{0}}kovalenttista verkkoa. Tämä tiukasti sidottu hila antaa AlN:lle sen erinomaiset lämpö-, mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Se tarjoaa myös vahvan vakauden ankarissa käyttöolosuhteissa.
Lisäksi AlN:llä on hyvä ristikkosovitus materiaalien, kuten galliumnitridin (GaN) kanssa, mikä tekee siitä ihanteellisen substraatin puolijohteiden epitaksiaaliselle kasvulle.
Tärkeimmät suorituskyvyn edut
Alumiininitridin arvo johtuu sen kyvystä yhdistää ominaisuuksia, joita yleensä on vaikea saavuttaa yhdessä materiaalissa.
1. Korkea lämmönjohtavuus + alhainen lämpölaajeneminen
AlN:n teoreettinen lämmönjohtavuus on jopa 320 W/m·K, mikä on yli 10 kertaa alumiinioksidikeramiikan ja noin 7 kertaa piin. Massatuotannossa tyypilliset arvot pysyvät noin 180–260 W/m·K.
Samalla sillä on alhainen lämpölaajenemiskerroin, joka vastaa tiiviisti piisiruja ja piikarbidilaitteita. Tämä vähentää lämpörasitusta lämmitys- ja jäähdytysjaksojen aikana ja auttaa estämään elektroniikkapakkausten halkeilua ja delaminaatiota.
2. Erinomainen sähköeristys
Toisin kuin sähköä johtavat materiaalit, kuten piikarbidi, AlN tarjoaa vahvan sähköeristyksen säilyttäen samalla korkean lämmönjohtavuuden. Sillä on korkea dielektrinen lujuus ja erittäin pieni vuotovirta. Tämä tekee siitä ihanteellisen suuritehoisiin-elektroniikkapakkauksiin, joissa tarvitaan sekä lämmönpoistoa että sähköeristystä.
3. Lisäedut
AlN:n kaistanväli on noin 6,2 eV, mikä antaa sille vahvan potentiaalin syvän ultraviolettioptoelektronisissa sovelluksissa.
Sillä on myös korkea mekaaninen lujuus (Mohs-kovuus noin 7–8), hyvä kulutuskestävyys ja vahva kemiallinen stabiilisuus. Se kestää happo- ja alkalikorroosiota huoneenlämpötilassa ja säilyttää vakauden korkeissa lämpötiloissa ja jopa sulassa metallissa.
Teollinen sovellus ja käsittely
Kovuutensa ja haurautensa vuoksi alumiininitridia on vaikea työstää perinteisillä menetelmillä. Tarkasta-laserkäsittelystä on tullut yksi tehokkaimmista ratkaisuista AlN-osien leikkaamiseen ja poraamiseen.
YCLaser tarjoaatarkkuus{0}}keraaminen laserleikkausja porausjärjestelmät, jotka on suunniteltu edistyneille materiaaleille, kuten AlN, piinitridi (Si3N4) ja piikarbidi (SiC). Järjestelmämme sisältävät kehittyneitä prosessikirjastoja, jotka tukevat vakaata ja tehokasta tuotantoa.
Teemme tiivistä yhteistyötä asiakkaiden kanssa alku- ja loppupään toimitusketjussa tarjotaksemme korkealaatuisia{0}}tarkkuuskomponentteja.
Ilmainen näytetestaus on saatavilla arviointia ja prosessin validointia varten.
