Aluminum Nitride Ceramic for Thermal Management Parts
Great Ceramic supplies aluminum nitride ceramic components for compact electronics and semiconductor assemblies that need fast heat spreading and electrical insulation.
We manufacture AlN substrates, discs, plates, washers, spacers, tubes, metallized parts, and drawing-based components for prototypes, small batches, and repeat production.
Перейти к
Что такое керамика из нитрида алюминия?
Алюминий-нитридная керамика представляет собой ковалентно связанную композитную керамику, состоящую в основном из алюминия и азота. Она имеет гексагональную кристаллическую структуру, которая обеспечивает эффективную передачу фононов, что приводит к значительно более высокой теплопроводности по сравнению с традиционной оксидной керамикой.
В отличие от оксида бериллия (BeO), керамика из нитрида алюминия обеспечивает сопоставимые тепловые характеристики. без опасений по поводу токсичности, что делает их более безопасными и подходящими для современных электронных и промышленных сред.
Марки керамики из нитрида алюминия
Компания Great Ceramic предлагает керамику из нитрида алюминия AlN различных марок для удовлетворения разнообразных инженерных требований:
Нитрид алюминия керамический (AlN-170)
Стандартная керамика из нитрида алюминия (AlN) - это современный керамический материал, сочетающий в себе высокую теплопроводность и отличные электроизоляционные свойства. Он обладает низким коэффициентом теплового расширения и высокой теплостойкостью при сохранении хорошей механической прочности, что делает его ключевым материалом для электронной упаковки и терморегулирования. Керамика AlN стандартного класса обеспечивает баланс между производительностью и стоимостью и широко используется в системах терморегулирования для промышленной электроники и силовых устройств.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Керамика из нитрида алюминия стандартного класса обычно производится из порошка нитрида алюминия высокой чистоты с использованием процесса горячего прессования (ГП) с добавлением агломерата. Для снижения стоимости и поддержания стабильных характеристик в состав керамики AlN стандартного класса включают вспомогательное средство для спекания (например, оксид иттрия), чтобы повысить плотность спекания. Алмазные инструменты обычно используются для прецизионной резки, шлифовки и полировки, чтобы обеспечить точность размеров и качество поверхности подложки.
AlN-200 Улучшенный нитрид алюминия
Керамика из нитрида алюминия марки AlN-200 - это современный керамический материал с высокой теплопроводностью и электроизоляционными свойствами. Благодаря теплопроводности, достигающей 200 Вт/(м-К) и выше, он занимает верхнюю строчку в спектре характеристик керамики из нитрида алюминия. Разработанный специально для мощной электроники, оптоэлектроники и устройств, требующих экстремального терморегулирования, он обеспечивает теплопроводность, приближающуюся к медной, сохраняя при этом отличные механические свойства, в сочетании с низкими характеристиками теплового расширения, не имеющими аналогов среди алюмооксидной керамики.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Для производства керамики AlN-200 обычно используется порошок нитрида алюминия высокой чистоты. Сверхвысокая плотность и теплопроводность достигаются благодаря оптимизированной рецептуре и высокотемпературному спеканию без давления или горячему изостатическому прессованию (HIP). В процессе производства содержание кислорода строго контролируется (обычно <0,5 масс%) для обеспечения максимального межкристаллитного теплообмена. Готовые подложки часто подвергаются прецизионной шлифовке, полировке и металлизации (например, покрытие Mo/Mn или Ti/Cu) для облегчения последующей пайки и электронной упаковки.
AlN-230 Ultra Aluminum Nitride Ceramic
Керамика из нитрида алюминия марки AlN-230 - это передовой технический керамический материал со сверхвысокой теплопроводностью (≥230 Вт/(м-К)), представляющий собой высший класс характеристик в семействе нитрида алюминия. Сохраняя превосходную электроизоляцию, он достигает теплопроводности, близкой или даже превышающей теплопроводность некоторых металлов, что делает его идеальным для приложений, требующих экстремального теплоотвода и мощной электронной упаковки.
По сравнению со стандартными (150-180 Вт/(м-К)) и высококачественными (200 Вт/(м-К)) AlN, AlN-230 обеспечивает улучшенные характеристики терморегулирования, значительно снижая температуру спаев устройств, продлевая срок их службы и позволяя создавать конструкции с более высокой плотностью мощности.
Основные характеристики
Типовые применения
Производство и обработка
Керамика марки AlN-230 изготавливается из порошка нитрида алюминия сверхвысокой чистоты со строго контролируемым содержанием кислорода (обычно ≤0,3 масс%). Они производятся с использованием оптимизированной системы спекающих добавок и высокотемпературных процессов спекания без давления или горячего изостатического прессования (HIP). Плотная микроструктура и чрезвычайно низкое термическое сопротивление границ зерен способствуют их сверхвысокой теплопроводности.
Готовые подложки прецизионно шлифуются и полируются с обеих сторон, чтобы обеспечить допуск по толщине и плоскостность поверхности. Также доступна обработка металлизацией (например, покрытие Ti/Cu или Mo/Mn) для удовлетворения требований к пайке электронной упаковки.
Керамика BN+AlN (композитная)
Композитная керамика BN+AlN - это современные керамические материалы, изготовленные путем сочетания гексагонального нитрида бора (h-BN) и нитрида алюминия (AlN) в определенном соотношении. Они сочетают в себе высокую теплопроводность, электроизоляцию и отличную обрабатываемость.
Этот материал сочетает в себе высокую теплопроводность, высокую изоляцию и низкое тепловое расширение AlN с низкой плотностью, хорошей смазкой и легкой обрабатываемостью BN. Он идеально подходит для электронных и промышленных применений, требующих эффективного терморегулирования, легких конструкций и сложного изготовления.
Характеристики материала
Типовые применения
Процесс подготовки
Композитная керамика BN+AlN обычно производится путем равномерного смешивания порошка нитрида алюминия высокой чистоты и порошка гексагонального нитрида бора, а затем изготавливается методом горячего прессования или горячего изостатического прессования (HIP). Регулируя содержание BN, можно гибко изменять теплопроводность, прочность и технологичность материала, достигая баланса между производительностью и стоимостью обработки.
Основные свойства нитрида алюминия
Алюминий-нитридная керамика ценится за свои сбалансированные тепловые, электрические и механические характеристики.
данные о механических, термических и электрических свойствах
| Недвижимость | AlN-170 (стандарт) | AlN-200 (модернизированный) | AlN-230 (Ultra) |
|---|---|---|---|
| Теплопроводность (Вт/м-К) | ≥170 | ≥200 | ≥230 |
| Объемное сопротивление (Ω-см) | >1×1014 | >1×1014 | >1×1014 |
| Диэлектрическая прочность (кВ/мм) | ＞15 | ＞15 | ＞15 |
| Коэффициент теплового расширения (CTE) (×10-⁶/K) | ~4.5 | ~4.5 | ~4.5 |
| Прочность на изгиб (МПа) | 300 - 400 | 350 - 450 | 350 - 450 |
| Максимальная рабочая температура (°C, в инертной атмосфере) | ≥1000 | ≥1000 | ≥1000 |
| Содержание кислорода (wt%) | 0.5 - 1.0 | ≤0.5 | ≤0.3 |
| Позиционирование по стоимости | Экономика | Высокая производительность | Сверхвысокая производительность |
| Типовые применения | Упаковка для силовой электроники общего назначения, теплоотводящие подложки для светодиодов | Мощные полупроводниковые модули, радиочастотные/микроволновые устройства | Сверхмощные модули SiC/GaN, мощные лазеры, терморегулирование военного класса |
*Значения являются типичными свойствами материала и могут изменяться в зависимости от конфигурации изделий и процесса производства. Для получения более подробной информации, пожалуйста, обращайтесь связаться с нами.
*Нитрид алюминия легко окисляется на поверхности, образуя слой глинозема. Это помогает защитить материал, но влияет на теплопроводность (глинозем составляет около 30 Вт/мК). В окислительной атмосфере это происходит при температуре около 700℃. В инертной атмосфере слой защищает AlN при температуре около 1350℃. Когда температура выше этой, происходит объемное окисление.
Точная обработка керамики из нитрида алюминия
Компания Great Ceramic предлагает керамику из нитрида алюминия AlN, обладающую высокой чистотой и исключительной теплопроводностью, что делает ее идеальным решением для приложений, требующих как превосходного теплоотвода, так и электроизоляции. Нитрид алюминия может быть сформирован несколькими методами, включая сухое прессование, изостатическое прессование, литье под давлением и ленточное литье, в зависимости от требуемой геометрии и характеристик изделия.
Спекание - важнейший этап производства керамики из нитрида алюминия. Высокотемпературное спекание в атмосфере азота обеспечивает плотность материала, сохраняя его тепловые и электрические свойства. Как и глиноземная керамика, нитрид алюминия AlN в процессе спекания усаживается примерно на 20%, что затрудняет получение точных размеров в "зеленом" состоянии. В результате для соблюдения точных допусков и сложных геометрических форм необходима прецизионная обработка после спекания.
Из-за высокой твердости и хрупкости нитрид алюминия требует применения специализированных технологий, таких как алмазное шлифование, лазерная или ультразвуковая обработка. Компания Great Ceramic использует передовые системы обработки керамики с ЧПУ для производства сложных деталей, от подложек из нитрида алюминия до сложных заказных компонентов.
Обладая полным набором современного технологического оборудования и обширным техническим опытом, компания Great Ceramic предлагает комплексные решения - от выбора материала и оптимизации конструкции до прецизионной обработки и сборки - обеспечивая высококачественные и высокопроизводительные керамические изделия из нитрида алюминия для самых сложных применений.
Фрезерные, токарные и шлифовальные работы с ЧПУ с допусками на уровне микронов.
Полировка поверхностей для получения гладких поверхностей и поверхностей оптического качества.
Нитрид алюминия Продукты и детали
Керамика из нитрида алюминия сочетает в себе высокую теплопроводность, отличную электроизоляцию, низкую диэлектрическую проницаемость и коэффициент теплового расширения, близкий к кремнию, что делает ее универсальным материалом, пригодным для многочисленных промышленных применений. Ниже перечислены наиболее распространенные и влиятельные варианты использования продуктов из нитрида алюминия в различных областях:
Связанные продукты
Типичные области применения в европейской промышленности
Керамика на основе нитрида алюминия (AlN) широко используется во многих высокотехнологичных отраслях благодаря своей превосходной теплопроводности и электроизоляционным свойствам. Они широко используются в полупроводниковой и электронной упаковке, служат теплоотводящими подложками для мощных устройств, таких как IGBT-модули и светодиоды, обеспечивая стабильную работу. В автомобильной электронике AlN является ключевым теплоотводящим материалом для силовых модулей электромобилей и систем управления аккумуляторами. Кроме того, AlN играет важную роль в микроволновом и радиочастотном оборудовании, медицинских приборах, аэрокосмической и оборонной промышленности, обеспечивая высокоэффективные решения для рассеивания тепла и электроизоляции.
Автомобильная электроника
Силовая электроника (Германия и Финляндия)
Системы возобновляемой энергии
