질화 알루미늄

질화 알루미늄(AlN)은 뛰어난 열 전도성, 뛰어난 전기 절연성, 뛰어난 기계적 강도로 유명한 고성능 첨단 세라믹 소재입니다. 질화 알루미늄의 화학식은 알루미늄과 질소 원자가 육각형 결정 구조로 결합된 AlN입니다.
다른 세라믹과 달리 질화 알루미늄 세라믹은 높은 열전도율과 낮은 유전율을 결합하여 효율적인 열 방출과 전기 절연이 모두 필요한 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.
특정 영역에서 알루미나와 같은 기존 세라믹을 능가하는 특성을 지닌 질화알루미늄은 반도체, 전자, 항공우주 및 전력 장치 산업에서 없어서는 안 될 소재가 되었습니다.

질화 알루미늄의 주요 이점

질화 알루미늄 세라믹은 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 기존의 많은 소재보다 더 나은 선택이 될 수 있습니다.

AlN의 가장 큰 장점은 일반적으로 170~200W/mK에 이르는 높은 질화알루미늄 열전도율이며 이보다 더 높을 수도 있습니다. 이는 알루미나와 같은 기존 세라믹과는 극명한 대조를 이루며 구리와 같은 금속과 동급입니다. 질화 알루미늄의 높은 열전도율 덕분에 민감한 전자 부품에서 열을 빠르고 효율적으로 방출하여 과열을 방지하고 디바이스 수명을 보장할 수 있습니다.

AlN은 높은 유전 강도와 낮은 유전 상수를 가진 뛰어난 전기 절연체입니다. 그리고 질화 알루미늄의 유전 상수 은 일반적으로 약 8.8입니다. 유전체 손실이 낮기 때문에 신호 무결성이 중요한 고주파 애플리케이션에 이상적인 소재입니다.

AlN의 CTE는 실리콘(Si)과 매우 유사합니다. 이 특성은 온도 변동 시 칩과 기판 사이의 열 스트레스와 변형을 최소화하여 전체 패키지의 신뢰성을 향상시키기 때문에 반도체 패키징에 매우 중요합니다.

질화 알루미늄 세라믹 는 높은 굴곡 강도와 경도를 가지고 있어 상당한 기계적 응력을 견딜 수 있습니다. 따라서 열적 및 기계적 견고성이 모두 요구되는 구조 부품에 사용하기에 적합합니다.

용융 금속, 다양한 반도체 공정 가스 및 광범위한 화학 물질에 의한 부식에 강한 내식성을 보여 열악한 환경에서도 안정성을 보장합니다.

베릴륨 산화물(BeO)과 달리 열전도율이 높은 또 다른 세라믹입니다, 질화 알루미늄 는 무독성이므로 제조 및 취급이 더 안전합니다.

주의 사항

질화 알루미늄 세라믹은 무기산, 강염기, 물과 같은 액체와 화학적으로 반응하여 천천히 용해되므로 이러한 물질에 직접 담글 수 없습니다. 그러나 질화 알루미늄은 염화물과 크라이오라이트 등 대부분의 용융 염에 내성이 있습니다.

질화 알루미늄 세라믹 응용 분야

질화알루미늄(AlN) 세라믹은 뛰어난 열전도율과 전기 절연 특성으로 인해 여러 첨단 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 반도체 및 전자 패키징에 광범위하게 사용되며, IGBT 모듈 및 LED와 같은 고전력 장치의 방열 기판으로 사용되어 안정적인 작동을 보장합니다. 자동차 전자제품에서 AlN은 전기 자동차 전력 모듈과 배터리 관리 시스템의 핵심 방열 소재입니다. 또한 AlN은 마이크로파 및 무선 주파수 장비, 의료 기기, 항공우주 및 방위 산업에서 중요한 역할을 하며 고성능 방열 및 전기 절연 솔루션을 제공합니다.

첨단 세라믹의 자동차 응용 분야
산업 기계에서 첨단 세라믹의 응용 분야
일반 제조 분야에서 첨단 세라믹의 응용
화학, 플라스틱 및 고무 분야에서 첨단 세라믹의 응용 분야
항공우주용 고급 세라믹 부품
반도체 및 전자 분야에서 첨단 세라믹의 응용 분야
의료 기기에 사용되는 테크니컬 세라믹
석유 및 가스 산업에서 첨단 세라믹의 응용 분야

사용 가능한 질화 알루미늄 소재 등급

Great Ceramic에서는 다양한 엔지니어링 요구 사항을 충족하기 위해 여러 등급의 질화알루미늄 세라믹을 제공합니다:

질화 알루미늄의 주요 특성

속성 AlN-170(표준) AlN-200(업그레이드) AlN-230(울트라)
열 전도성 (W/m-K) ≥170 ≥200 ≥230
볼륨 저항 (Ω-cm) >1×1014 >1×1014 >1×1014
유전체 강도 (kV/mm) >15 >15 >15
열팽창 계수(CTE) (×10-⁶/K) ~4.5 ~4.5 ~4.5
굴곡 강도 (MPa) 300 - 400 350 - 450 350 - 450
최대 작동 온도 (°C, 불활성 대기에서) ≥1000 ≥1000 ≥1000
산소 함량 (wt%) 0.5 - 1.0 ≤0.5 ≤0.3
비용 포지셔닝 경제 고성능 초고성능
일반적인 애플리케이션 일반 전력 전자 패키징, LED 방열판 기판 고전력 반도체 모듈, RF/마이크로파 디바이스 초고출력 SiC/GaN 모듈, 고출력 레이저, 군용 등급 열 관리

*해당 값은 일반적인 재료 특성이며 제품 구성 및 제조 공정에 따라 달라질 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 연락처로 문의하시기 바랍니다. 문의하기.

*질화알루미늄은 표면이 산화되기 쉬워 알루미나 층을 형성하는데, 이는 소재를 보호하는 데 도움이 되지만 열전도율(알루미나는 약 30W/mK)에 영향을 미치며, 산화 분위기에서는 약 700℃에서 발생하고, 불활성 분위기에서는 약 1350℃의 온도에서 층이 AlN을 보호하며, 이보다 높은 온도에서는 벌크 산화가 발생합니다.

질화 알루미늄 제품 적용 사례

질화 알루미늄 세라믹은 높은 열전도율, 우수한 전기 절연성, 낮은 유전율, 실리콘에 가까운 열팽창 계수를 결합하여 다양한 산업 분야에 적합한 다용도 소재입니다. 다음은 다양한 분야에서 가장 일반적이고 영향력 있는 질화 알루미늄 제품의 사용 사례입니다:

  • 질화 알루미늄 기판
  • 전자 패키징 기판
  • 방열판 및 열 확산기
  • 반도체 장치 부품
  • 절연체 및 캐리어
  • 열 관리 구성 요소
  • 세라믹 도가니
  • 세라믹 튜브, 막대 및 링
  • 맞춤형 정밀 부품
질화 알루미늄 세라믹 기판
질화 알루미늄 세라믹 와셔
질화 알루미늄 기판 레이저 절단
알루미나 세라믹 플런저
질화 알루미늄 세라믹 튜브
질화 알루미늄 세라믹 스페이서
표면 금속화 세라믹
질화알루미늄 세라믹 회로 기판

질화 알루미늄 가공

그레이트 세라믹은 고순도 및 뛰어난 열전도율의 질화 알루미늄 세라믹을 제공하여 우수한 방열 및 전기 절연 성능을 모두 요구하는 애플리케이션에 이상적입니다. 질화 알루미늄은 필요한 제품 형상과 성능에 따라 건식 프레스, 등방성 프레스, 사출 성형, 테이프 주조 등 다양한 방법을 통해 제조할 수 있습니다.

소결은 질화 알루미늄 세라믹 생산에서 매우 중요한 단계입니다. 질소 분위기에서 고온 소결하면 재료의 열적 및 전기적 특성을 보존하면서 치밀화를 보장할 수 있습니다. 알루미나 세라믹과 마찬가지로 질화알루미늄 세라믹은 소결 과정에서 약 20%까지 수축하기 때문에 녹색 상태에서 정확한 치수를 달성하기가 어렵습니다. 따라서 정확한 공차와 복잡한 형상을 충족하려면 소결 후 정밀 가공이 필요합니다.

질화 알루미늄은 경도와 취성이 높기 때문에 다이아몬드 연삭, 레이저 가공 또는 초음파 가공과 같은 특수 기술이 필요합니다. Great Ceramic은 첨단 CNC 세라믹 가공 시스템을 사용하여 질화 알루미늄 기판부터 복잡한 맞춤형 부품에 이르기까지 복잡한 부품을 생산합니다.

고급 가공 장비와 광범위한 기술 전문성을 갖춘 Great Ceramic은 재료 선택 및 설계 최적화부터 정밀 가공 및 조립에 이르기까지 엔드투엔드 솔루션을 제공하여 가장 까다로운 애플리케이션에 적합한 고품질, 고성능 질화 알루미늄 세라믹 제품을 보장합니다.

정밀 세라믹 CNC 가공

미크론 수준의 공차로 CNC 밀링, 터닝 및 연삭.

세라믹 연마 및 연마

매끄러운 마감과 광학 등급 표면을 위한 표면 연마.

기술 세라믹 레이저 커팅

복잡한 형상을 위한 레이저 드릴링 및 절단.

세라믹 및 금속 브레이징 어셈블리

세라믹 대 금속 브레이징을 위한 금속화(Mo/Mn, W).

자주 묻는 질문

질화알루미늄(AlN)은 세라믹 화합물(질화알루미늄의 화학식)입니다: AlN) 전자 기판 및 열 관리에 사용되는 높은 열전도율과 전기 절연성을 갖추고 있습니다.

예 - AlN은 전자 및 열 응용 분야용 세라믹으로 널리 분류되는 기술 세라믹(무기, 비금속, 내열성 소재)입니다.

질화 알루미늄은 주로 공유 결합에 일부 이온이 기여하는 혼합 결합 특성을 가지고 있으며, 이러한 혼합 결합은 높은 열전도율과 절연 전기적 거동을 생성하는 데 도움이 됩니다.

주요 용도: AlN 질화 알루미늄 기판, 히트 스프레더/방열판, 반도체 고정 장치, RF 부품 및 전기 절연과 함께 높은 열전도율이 필요한 모든 애플리케이션.

AlN에서 질소는 일반적으로 다음과 같은 산화 상태를 갖습니다. -3 (Al은 +3, N은 -3)로, 화합물의 공식적인 Al³⁺/N³- 보기와 일치합니다.

가공에 대해서는 위의 '가공 및 처리' 섹션을 참조하세요. 제조(질화 알루미늄을 만드는 방법)는 일반적으로 제어된 질화 또는 탄화 방법을 사용한 후 소결하는 방식으로 이루어지며, 생산에는 산업용 용광로와 제어된 분위기가 필요하므로 맞춤형 공정에 대한 조언은 엔지니어링 팀에 문의하세요.

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