Aluminiumnitrid(ALN)

Aluminiumnitrid (AlN) hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und elektrische Isolierung und kann in verschiedenen elektrischen Geräten verwendet werden. Außerdem kommen der Wärmeausdehnungskoeffizient und die elektrischen Isolationseigenschaften von Aluminiumnitridkeramik denen von Siliziumwafern sehr nahe, und sie haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Daher sind Substrate aus Aluminiumnitrid in der Elektronikindustrie weit verbreitet.

AlN-Dichte

AlN ist eine kovalent gebundene Verbindung, Atomkristall, diamantähnliches Nitrid, hexagonales System, Wurtzit-Kristallstruktur, ungiftig, weiß oder grauweiß, die chemische Zusammensetzung ist AI 65.81%, N 34.19%, theoretische Dichte 3,26g/cm3.

Warum Aluminiumnitridkeramik verwenden?

  • Hohe Wärmeleitfähigkeit (>170W/m.K), ähnlich wie bei BeO und SiC, mehr als 5 Mal so hoch wie bei Al2O3;
  • Der Wärmeausdehnungskoeffizient (4,5 *10-6℃) entspricht dem von Si (3,5-4 *10-6℃) und GaAs (6 *10-6℃);
  • Gute elektrische Eigenschaften (Dielektrizitätskonstante, dielektrischer Verlust, Durchgangswiderstand, Durchschlagsfestigkeit);
  • Gute mechanische Eigenschaften, höhere Biegefestigkeit als Al2O3- und BeO-Keramik, Sinterung unter Normaldruck;
  • Gute Lichttransmissionseigenschaften;
  • Ungiftig

Eigenschaften von Aluminiumnitrid

Gießen

Das Bandgießverfahren ist ein sehr wichtiges Verfahren zur Herstellung von Keramiksubstraten. Das AlN-Pulver und das zusammengesetzte Bindemittel (bestehend aus Dispersionsmittel, Lösungsmittel, Bindemittel und Weichmacher) werden gleichmäßig gemischt, um einen AlN-Gießschlamm zu erhalten. Nach der Entgasung und anderen Prozessen wird die Aufschlämmung in den Trichter gegossen und durch den Abstreifer geleitet. Nach dem Öffnen bildet sich eine dünne Schicht mit gleichmäßiger Dicke und glatter Oberfläche, die auf dem glatten Band befestigt wird, und wird dann getrocknet, um einen Grünkörper mit guter Zähigkeit herzustellen; nach dem Entbindern und Sintern erhält man ein AlN-Substratmaterial. Dieses Verfahren wird meist zur Herstellung von Aluminiumnitrid-Keramikplatten oder -Substraten verwendet.

Trockenes Pressen

Beim Trockenpressen wird mit Tensiden vorbehandeltes AlN-Pulver in eine Metallform gegeben und langsam Druck ausgeübt, um einen kompakten Grünkörper zu formen. Das Wesentliche dabei ist, dass der externe Druck und die Wechselwirkung zwischen den AlN-Pulverteilchen den Grünkörper in einer bestimmten Form und hoher Dichte halten. Das Verfahren begünstigt die keramische Sinterung, kann die Sintertemperatur senken und die Dichte der Keramik erhöhen.

Durch das Spritzgussverfahren wird das Problem der hohen Härte, Sprödigkeit und schwierigen Verarbeitung von Aluminiumnitridkeramik effektiv gelöst, und die Präzisionsfertigung einer Vielzahl von mikroskopisch kleinen und komplexen Formen und Aluminiumnitridprodukten mit hoher Wärmeleitfähigkeit wurde erfolgreich realisiert, insbesondere bei kleinen Größen und komplexen Formen. Aluminiumkeramikteile lassen sich hocheffizient herstellen, sparen Rohstoffe und Bearbeitungskosten und verbessern die Produktionseffizienz.

IMHTCAN (Injection Molding High Thermal Conductivity Aluminum Nitride Ceramics) basiert auf dem Spritzgussverfahren für Aluminiumnitridkeramik unter Verwendung von hochreinem, qualitativ hochwertigem Aluminiumnitridpulver.

 

Spritzgussverfahren für Aluminiumnitrid-Keramik               Keramikprodukte aus Aluminiumnitrid

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit AN IMAN IMHTCAN
Farbe -- Grau Grau Grau
Dichte g/cm³ 3.3 3.3 3.3
Härte GPa 11 11 11
Druckfestigkeit MPa 2100 2100 2100
Biegefestigkeit MPa 450 410 300
Bruchzähigkeit MPa・m1/2 3.5 2.6 2.4
Elastizitätsmodul GPa 310 310 310
Poissons-Verhältnis -- 0.25 0.25 0.25

Thermische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit AN IMAN IMHTCAN
Maximale Einsatztemperatur ℃(Ohne Last) 1350 1350 1350
Wärmeleitfähigkeit @ 25°C W/(m・K) >170 >170 >200
Thermische Ausdehnung bei 40-400°C 1 x 10-6/°C 4.5 4.6 4.9
Spezifische Wärme J/(kg・K) 720 720 720
Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks ℃(In Wasser legen) 350 350 350

Elektrische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit AN IMAN IMHTCAN
Dielektrizitätskonstante 1MHz 8.8 8.5 8.5
Dielektrische Festigkeit ac-kV/mm >15 >15 >15
Volumenwiderstand @ 25°C Ω・cm >1014 >1014 >1013

*Die Werte sind typische Materialeigenschaften und können je nach Produktkonfiguration und Herstellungsprozess variieren. Für weitere Details wenden Sie sich bitte an kontaktieren Sie uns.

*Aluminiumnitrid lässt sich leicht an der Oberfläche oxidieren, wodurch sich eine Aluminiumoxidschicht bildet, die das Material schützt, aber die Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigt (Aluminiumoxid hat einen Wert von etwa 30 W/mK).In einer oxidativen Atmosphäre tritt diese Oxidation bei etwa 700℃ auf.In einer inerten Atmosphäre schützt die Schicht AlN bei Temperaturen bis zu etwa 1350℃.Bei höheren Temperaturen kommt es zu einer Massenoxidation.

Wofür können AlN-Keramiken verwendet werden?

  • Wärmesenken und Wärmeverteiler;
  • Elektrische Isolatoren;
  • Handhabung und Verarbeitung von Siliziumwafern;
  • Substrate und Isolierstoffe für mikroelektronische Geräte;
  • Substrate für elektronische Verpackungen;
  • Chipträger für Sensoren und Detektoren;
  • Laser-Wärmemanagement-Komponenten;
  • Vorrichtungen für geschmolzenes Metall;
  • Packungen für Mikrowellengeräte;

Ansicht Aluminiumnitrid-Substrate & Unterlegscheiben

Zu den üblichen Strukturen von AlN-Keramikprodukten gehören AlN-Substrate, AlN-Keramikscheiben, -platten usw.

Bearbeitung von Aluminiumnitridkeramik

Great Ceramic ist ein Experte für die Bearbeitung von Aluminiumnitrid-Keramik. Seit 2013 haben wir mehr als 3000 Arten von Präzisionskeramikprodukten an Hunderte von Unternehmen geliefert.

Wir bieten Ihnen technische Keramikverarbeitung, keramische Werkstoffe, keramischen Guss, keramische Metallverkapselung und Oberflächenmetallisierung. Wir sind bestrebt, Produkte und Dienstleistungen zu liefern, die die Qualitätsanforderungen unserer Kunden erfüllen oder übertreffen.

Bearbeitung

Materialien

Schimmelpilz

Metallisierung

Aluminiumnitrid-Keramik Hersteller

Great Ceramic ist ein professioneller Hersteller von AlN-Keramik, der Ihren Bedarf an technischer Keramik decken kann. Mit unserer langjährigen Erfahrung in der technischen Keramik beraten wir Sie gerne zu Materialien, Designs und Anwendungen. Wenn Sie AlN-Bleche, -Platten, -Unterlegscheiben, -Stangen oder kundenspezifisch bearbeitete Teile kaufen möchten, wenden Sie sich bitte an uns, und unsere Experten werden Ihnen gerne weiterhelfen.

Aluminiumnitridkeramiken werden aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, ihrer hohen Isolationsfestigkeit, ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante und ihres geringen dielektrischen Verlusts sowie ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen Plasmaerosion in vielen Bereichen eingesetzt. So werden sie beispielsweise für die Wärmeableitung von Chips und als Träger verwendet. Keramische Substrate, Aluminiumnitrid-Keramikschalen für Halbleiteranlagen, Aluminiumnitrid-Ätzschilde, Aluminiumnitrid-Verdampferschiffchen für OLEDs usw. Kunststoffe und Harze haben in der Regel eine geringe Wärmeleitfähigkeit (10W/mk) hergestellt werden. Wird im Bereich der Verpackung von elektronischen Bauteilen verwendet.

Hohe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Ausdehnungskoeffizient, hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, hoher spezifischer Widerstand, niedriger dielektrischer Verlust, ist ein ideales Substrat für die Wärmeableitung von großen integrierten Schaltungen und Verpackungsmaterial.

Aluminiumnitrid-Keramik reagiert chemisch mit anorganischen Säuren, starken Laugen, Wasser und anderen Flüssigkeiten und löst sich langsam auf, so dass es nicht direkt in solche Materialien eingetaucht werden kann. Aluminiumnitrid kann jedoch den meisten geschmolzenen Salzen widerstehen, einschließlich Chlorid und Kryolith.