Alüminyum nitrür
Alüminyum nitrür (AlN), olağanüstü ısı iletkenliği, olağanüstü elektrik yalıtımı ve mükemmel mekanik mukavemeti ile tanınan yüksek performanslı gelişmiş bir seramik malzemedir. Alüminyum nitrürün kimyasal formülü, altıgen kristal yapıda bağlanmış alüminyum ve nitrojen atomlarından oluşan AlN'dir.
Birçok seramiğin aksine, alüminyum nitrür seramikler yüksek termal iletkenliği düşük dielektrik sabiti ile birleştirerek hem verimli ısı dağıtımı hem de elektrik yalıtımı gerektiren uygulamalar için ideal bir seçimdir.
Belirli alanlarda alümina gibi geleneksel seramikleri aşan özelliklere sahip olan AlN alüminyum nitrür, yarı iletken, elektronik, havacılık ve güç cihazı endüstrilerinde vazgeçilmez bir malzeme haline gelmiştir.
Şuraya atla
Avantajlar | Uygulamalar | Malzeme Sınıfları | Özellikler | Vakalar | Talaşlı İmalat | SSS | İlgili
Alüminyum Nitrürün Temel Avantajları
Alüminyum nitrür seramik, onu birçok geleneksel malzemeden daha iyi bir seçim haline getiren üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerin bir kombinasyonu nedeniyle öne çıkmaktadır.
Önlemler
Alüminyum nitrür seramikler inorganik asitler, güçlü bazlar ve su gibi sıvılarla kimyasal olarak reaksiyona girer ve yavaşça çözünür, bu nedenle bu tür malzemelere doğrudan daldırılamazlar. Bununla birlikte, alüminyum nitrür, klorürler ve kriyolit dahil olmak üzere çoğu erimiş tuza karşı dayanıklıdır.
Alüminyum nitrür Seramik Uygulamaları
Alüminyum nitrür (AlN) seramikler, mükemmel termal iletkenlikleri ve elektrik yalıtım özellikleri nedeniyle birçok yüksek teknoloji endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yarı iletken ve elektronik paketlemede yaygın olarak kullanılırlar ve IGBT modülleri ve LED'ler gibi yüksek güçlü cihazlar için ısı dağıtma substratları olarak hizmet ederek kararlı çalışma sağlarlar. Otomotiv elektroniğinde AlN, elektrikli araç güç modülleri ve batarya yönetim sistemleri için önemli bir ısı dağıtma malzemesidir. Ayrıca AlN, mikrodalga ve radyo frekansı ekipmanlarında, tıbbi cihazlarda ve havacılık ve savunmada önemli bir rol oynar ve yüksek performanslı ısı dağıtımı ve elektrik yalıtımı çözümleri sağlar.
Mevcut alüminyum nitrür malzeme kaliteleri
Great Ceramic'te, çeşitli mühendislik gereksinimlerini karşılamak için birden fazla sınıfta AlN alüminyum nitrür seramikler sunuyoruz:
Alüminyum Nitrür Seramik (AlN-170)
Standart sınıf alüminyum nitrür (AlN) seramik, yüksek termal iletkenliği mükemmel elektrik yalıtım özellikleriyle birleştiren gelişmiş bir seramik malzemedir. Düşük ısıl genleşme katsayısı ve yüksek ısı direncine sahip olmasının yanı sıra iyi bir mekanik mukavemete sahip olması, onu elektronik ambalajlama ve termal yönetimde önemli bir malzeme haline getirmektedir. Standart sınıf AlN seramik, performans ve maliyet arasında bir denge kurar ve endüstriyel elektronikler ve güç cihazları için termal yönetim sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.
Temel Özellikler
Tipik Uygulamalar
Üretim ve İşleme
Standart sınıf alüminyum nitrür seramikler tipik olarak sinterleme yardımcısı destekli sıcak presleme (HP) işlemi kullanılarak yüksek saflıkta alüminyum nitrür tozundan üretilir. Maliyeti düşürmek ve istikrarlı performansı korumak için standart sınıf AlN seramikler, sinterleme yoğunluğunu artırmak için formülasyona bir sinterleme yardımcısı (itriyum oksit gibi) dahil eder. Elmas takımlar, alt tabaka boyutsal doğruluğunu ve yüzey kalitesini sağlamak için tipik olarak hassas kesme, taşlama ve parlatma için kullanılır.
AlN-200 Yükseltilmiş Alüminyum Nitrür
AlN-200 sınıfı alüminyum nitrür seramik, yüksek ısı iletkenliği ve elektrik yalıtım özelliklerine sahip gelişmiş bir seramik malzemedir. Isıl iletkenliği 200 W/(m-K) ve üzerine ulaşarak alüminyum nitrür seramik performans spektrumunun en üst sıralarında yer alır. Yüksek güç elektroniği, optoelektronik ve aşırı termal yönetim gerektiren cihazlar için özel olarak tasarlanan bu malzeme, bakıra yaklaşan termal iletkenlik sunarken mükemmel mekanik özelliklerini korur ve alümina seramiklerle kıyaslanamayacak kadar düşük termal genleşme özelliklerine sahiptir.
Temel Özellikler
Tipik Uygulamalar
Üretim ve İşleme
AlN-200 seramikleri tipik olarak yüksek saflıkta alüminyum nitrür tozu kullanır. Ultra yüksek yoğunluk ve termal iletkenlik, optimize edilmiş formülasyon ve yüksek sıcaklıkta basınçsız sinterleme veya sıcak izostatik presleme (HIP) yoluyla elde edilir. Üretim süreci sırasında oksijen içeriği sıkı bir şekilde kontrol edilir (tipik olarak <0.5 wt%) to maximize intergranular heat transfer. The finished substrates often undergo precision grinding, polishing, and metallization (such as Mo/Mn or Ti/Cu plating) to facilitate subsequent soldering and electronic packaging.
AlN-230 Ultra Alüminyum Nitrür Seramik
AlN-230 sınıfı alüminyum nitrür seramik, ultra yüksek termal iletkenliğe (≥230 W/(m-K)) sahip gelişmiş bir teknik seramik malzemedir ve alüminyum nitrür ailesi içindeki en üst performans sınıfını temsil eder. Mükemmel elektrik yalıtımını korurken, bazı metallere yakın veya hatta onları aşan termal iletkenliğe ulaşır, bu da onu aşırı ısı dağıtımı ve yüksek güçlü elektronik paketleme gerektiren uygulamalar için ideal hale getirir.
Standart sınıf (150-180 W/(m-K)) ve yüksek sınıf (200 W/(m-K)) ile karşılaştırıldığında AlN, AlN-230 gelişmiş termal yönetim performansı sunarak cihaz bağlantı sıcaklıklarını önemli ölçüde azaltır, cihaz ömrünü uzatır ve daha yüksek güç yoğunluklu tasarımlara olanak sağlar.
Temel Özellikler
Tipik Uygulamalar
Üretim ve İşleme
AlN-230 sınıfı seramikler, sıkı bir şekilde kontrol edilen oksijen içeriğine (tipik olarak ≤0,3 wt%) sahip ultra yüksek saflıkta alüminyum nitrür tozundan yapılır. Optimize edilmiş bir sinterleme katkı sistemi ve yüksek sıcaklıkta basınçsız sinterleme veya sıcak izostatik presleme (HIP) işlemleri kullanılarak üretilirler. Yoğun mikro yapıları ve son derece düşük tane sınırı termal dirençleri, ultra yüksek termal iletkenliklerine katkıda bulunur.
Bitmiş alt tabakalar, kalınlık toleransı ve yüzey düzlüğü sağlamak için hassas bir şekilde taşlanır ve her iki tarafı da parlatılır. Elektronik ambalajların lehimleme gereksinimlerini karşılamak için metalizasyon işlemleri (Ti/Cu veya Mo/Mn kaplama gibi) de mevcuttur.
BN+AlN (Kompozit) Seramikler
BN+AlN kompozit seramikler, altıgen bor nitrür (h-BN) ve alüminyum nitrürün (AlN) belirli bir oranda birleştirilmesiyle elde edilen gelişmiş seramik malzemelerdir. Yüksek ısı iletkenliği, elektrik yalıtımı ve mükemmel işlenebilirliği bir araya getirirler.
Bu malzeme, AlN'nin yüksek termal iletkenliğini, yüksek yalıtımını ve düşük termal genleşmesini BN'nin düşük yoğunluğu, iyi kayganlığı ve kolay işlenebilirliği ile birleştirir. Verimli termal yönetim, hafif yapılar ve karmaşık imalat gerektiren elektronik ve endüstriyel uygulamalar için idealdir.
Malzeme Özellikleri
Tipik Uygulamalar
Hazırlık Süreci
BN+AlN kompozit seramikler tipik olarak yüksek saflıkta alüminyum nitrür tozu ve altıgen bor nitrür tozunun eşit şekilde karıştırılması ve ardından sıcak presleme veya sıcak izostatik presleme (HIP) yoluyla üretilmesiyle üretilir. BN içeriğinin ayarlanması, malzemenin termal iletkenliğini, mukavemetini ve işlenebilirliğini esnek bir şekilde değiştirerek performans ve işleme maliyetleri arasında bir denge sağlayabilir.
Alüminyum Nitrürün Temel Özellikleri
| Mülkiyet | AlN-170 (Standart) | AlN-200 (Yükseltilmiş) | AlN-230 (Ultra) |
|---|---|---|---|
| Termal İletkenlik (W/m-K) | ≥170 | ≥200 | ≥230 |
| Hacim Dirençliliği (Ω-cm) | >1×1014 | >1×1014 | >1×1014 |
| Dielektrik Dayanım (kV/mm) | ＞15 | ＞15 | ＞15 |
| Termal Genleşme Katsayısı (CTE) (×10-⁶/K) | ~4.5 | ~4.5 | ~4.5 |
| Eğilme Dayanımı (MPa) | 300 - 400 | 350 - 450 | 350 - 450 |
| Maksimum Çalışma Sıcaklığı (°C, inert atmosferde) | ≥1000 | ≥1000 | ≥1000 |
| Oksijen İçeriği (wt%) | 0.5 - 1.0 | ≤0.5 | ≤0.3 |
| Maliyet Konumlandırma | Ekonomi | Yüksek Performans | Ultra Yüksek Performans |
| Tipik Uygulamalar | Genel güç elektroniği ambalajları, LED soğutucu alt tabakaları | Yüksek güçlü yarı iletken modüller, RF/mikrodalga cihazları | Ultra yüksek güçlü SiC/GaN modülleri, yüksek güçlü lazerler, askeri düzeyde termal yönetim |
*Değerler tipik malzeme özellikleridir ve ürün konfigürasyonuna ve üretim sürecine göre değişebilir. Daha fazla ayrıntı için, lütfen çekinmeyin Bize ulaşın.
*Alüminyum nitrürün yüzeyde oksitlenmesi kolaydır, bu da bir alümina tabakası oluşturur Bu, malzemenin korunmasına yardımcı olur, ancak termal iletkenliği etkiler (alümina yaklaşık 30 W / mK'dır) Oksidatif bir atmosferde, bu yaklaşık 700 ° C'de meydana gelir İnert bir atmosferde, tabaka AlN'yi yaklaşık 1350 ° C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda korur Sıcaklık bundan daha yüksek olduğunda, toplu oksidasyon meydana gelir.
Alüminyum nitrür ürün uygulama örnekleri
Alüminyum nitrür seramikler yüksek ısı iletkenliği, mükemmel elektrik yalıtımı, düşük dielektrik sabiti ve silikonunkine yakın bir termal genleşme katsayısını bir araya getirerek çok sayıda endüstriyel uygulama için uygun çok yönlü malzemeler haline gelir. Aşağıda alüminyum nitrür ürünlerinin çeşitli alanlardaki en yaygın ve etkili kullanım durumları yer almaktadır:
Alüminyum Nitrürün İşlenmesi
Great Ceramic, yüksek saflıkta ve olağanüstü termal iletkenlik alüminyum nitrür performansına sahip AlN alüminyum nitrür seramikler sunar, bu da onları hem üstün ısı dağılımı hem de elektrik yalıtımı gerektiren uygulamalar için ideal hale getirir. Alüminyum nitrür, gerekli ürün geometrisine ve performansına bağlı olarak kuru presleme, izostatik presleme, enjeksiyon kalıplama ve bant döküm dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle oluşturulabilir.
Sinterleme, alüminyum nitrür seramik üretiminde kritik bir adımdır. Azot atmosferinde yüksek sıcaklıkta sinterleme, malzemenin termal ve elektriksel özelliklerini korurken yoğunlaştırma sağlar. Alümina seramiklere benzer şekilde, AlN alüminyum nitrür sinterleme sırasında yaklaşık 20% küçülür, bu da yeşil durumda hassas boyutlara ulaşmayı zorlaştırır. Sonuç olarak, kesin toleransları ve karmaşık geometrileri karşılamak için sinterleme sonrası hassas işleme gereklidir.
Yüksek sertliği ve kırılganlığı nedeniyle alüminyum nitrür, elmas taşlama, lazer işleme veya ultrasonik işleme gibi özel teknikler gerektirir. Great Ceramic, alüminyum nitrür alt tabakalardan karmaşık özel bileşenlere kadar karmaşık parçalar üretmek için gelişmiş CNC seramik işleme sistemleri kullanır.
Gelişmiş işleme ekipmanları ve kapsamlı teknik uzmanlığa sahip Great Ceramic, malzeme seçimi ve tasarım optimizasyonundan hassas işleme ve montaja kadar uçtan uca çözümler sunarak en zorlu uygulamalar için yüksek kaliteli, yüksek performanslı alüminyum nitrür seramik ürünler sağlar.
