Johdatus alumiininitridikeramiikkaan
Kevyt alumiininitridi (AlN) on korkean suorituskyvyn keraaminen tuote, joka on saanut laajaa tunnustusta erinomaisesta lämmönjohtavuudestaan, sähköeristys, ja mekaaninen turvallisuus korkeissa lämpötiloissa. Kuusikulmaisella wurtsiittikiderakenteella, AlN:llä on selkeä yhdistelmä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä yhden parhaista substraattituotteista elektroniikkalaitteiden sovelluksiin, optoelektroniikka, tehokomponentit, ja korkeissa lämpötiloissa. Sen kyky poistaa tehokkaasti lämpöä säilyttäen samalla poikkeukselliset dielektriset kestävyysasetukset AlN, joka on ensiluokkainen valinta tyypillisille keraamisille alustoille, kuten alumiinioksidille ja berylliumoksidille.. Tämä kirjoitus tutkii alumiininitridikeramiikan perusominaisuuksia, tutkii valmistusstrategioita, ja korostaa sen keskeisiä toimintoja edistyneillä teknologia-alueilla.
(Alumiininitridikeramiikka)
Crystal Framework ja perusominaisuus
Kevyen alumiininitridin suorituskyky alustamateriaalina määräytyy suurelta osin sen kiteisen rungon ja synnynnäisten fyysisten rakennusten perusteella.. AlN saa wurtsiittityyppisen hilan, joka koostuu vuorotellen alumiini- ja typpiatomeista, mikä edistää sen korkeaa lämmönjohtavuutta– tyypillisesti ylittää 180 W/(m · K), joidenkin erittäin puhtaiden näytteiden kanssa 320 W/(m · K). Tämä arvo ylittää huomattavasti muiden yleisesti käytettyjen keraamisten tuotteiden arvot, mukaan lukien alumiinioksidi (~ 24 W/(m · K) )ja piikarbidi (~ 90 W/(m · K)).
Lämpötehonsa lisäksi, AlN:llä on laaja kaistaväli 6.2 eV, tuloksena on erinomainen sähköeristys koteissa jopa lämmössä. Se osoittaa lisäksi alhaisen lämpökehityksen (CTE ≈ 4.5 × 10 ⁻⁶/ K), joka täsmää tarkasti piin ja galliumarsenidin kanssa, joten se sopii optimaalisesti puolijohdelaitteiden pakkaamiseen. Lisäksi, AlN:llä on korkea kemiallinen inertisyys ja kestävyys sulaille metalleille, parantaa sen soveltuvuutta vaativiin ympäristöihin. Nämä sekaominaisuudet tekevät AlN:stä johtavan potentiaalin suuritehoisille digitaalisille alustoille ja lämpökäsiteltyille järjestelmille.
Valmistus- ja sintraustekniikat
Korkealaatuisten kevyiden alumiininitridiposliinien valmistus vaatii tarkkoja jauhesynteesiä ja sintrausmenetelmiä paksujen mikrorakenteiden aikaansaamiseksi minimaalisilla saasteilla. Kovalenttisen sidosluonteensa vuoksi, AlN ei puristu nopeasti kokoon tavallisella paineettomalla sintrauksella. Siksi, sintrausapuaineet, kuten yttriumoksidi (Y KAKSI VAI KUUSI), kalsiumoksidia (CaO), tai harvinaisia planeettanäkökohtia lisätään yleensä edistämään nestefaasisintrausta ja parantamaan raerajojen diffuusiota.
Valmistusprosessi alkaa tavallisesti alumiinioksidin karbotermisellä pelkistyksellä typpiympäristössä AlN-jauheiden valmistamiseksi.. Sitten nämä jauheet murskataan, muodostetaan menetelmillä, kuten nauhavalu tai ruiskuvalu, ja sintrattu välillä olevissa lämpötiloissa 1700 ° C ja 1900 °C typpipitoisessa ympäristössä. Lämminpuristus tai stimuloi plasmasintrausta (SPS) voi entisestään lisätä tiheyttä ja lämmönjohtavuutta vähentämällä huokoisuutta ja edistämällä rakeiden asemointia. Kehittyneitä lisäainevalmistustekniikoita tutkitaan myös monimutkaisten AlN-elementtien valmistamiseksi, joissa on räätälöidyt lämmönhallintaominaisuudet.
Sovellus elektronisissa tuotepakkauksissa ja tehomoduuleissa
Yksi kevyen alumiininitridikeramiikan huomattavimmista käyttötavoista on elektroniikkapakkaukset, erityisesti suuritehoisille työkaluille, kuten eristetyille yhdyskäytäväbipolaarisille transistoreille (IGBT:t), laserdiodit, ja superkorkea taajuus (RF) vahvistimet. Tehon paksuuden kasvaessa nykyaikaisissa elektronisissa laitteissa, tehokkaasta lämmönpoistosta tulee kriittistä luotettavuuden ja pitkän käyttöiän varmistamiseksi. AlN-alustat tarjoavat optimaalisen ratkaisun yhdistämällä korkean lämmönjohtavuuden ja erinomaisen sähköeristyksen, estämään lyhyitä piirejä ja lämpökarkailuolosuhteita.
Lisäksi, AlN-pohjainen suoraan kiinnitetty kupari (DBC) ja energinen metalli juotettu (KANSSA) substraatteja käytetään asteittain sähköautojen tehomoduulityyleissä, uusiutuvien resurssien invertterit, ja teollisuuden sähkömoottorikäytöt. Toisin kuin perinteiset alumiinioksidi- tai piinitridialustat, AlN tarjoaa nopeamman lämmönsiirron ja paljon paremman yhteensopivuuden piisirun lämpölaajenemiskertoimien kanssa, mikä vähentää mekaanista jännitystä ja parantaa järjestelmän kokonaissuorituskykyä. Meneillään olevan tutkimuksen tavoitteena on parantaa sidoskestävyyttä ja metallointimenetelmiä AlN-pinta-alueilla laajentaakseen sen käyttöaluetta.
Käytä optoelektroniikassa ja korkean lämpötilan gadgetissa
Elektronisten tuotteiden pakkaamisen lisäksi, alumiininitridiposliinilla on tärkeä tehtävä optoelektronisissa ja korkean lämpötilan sovelluksissa, koska ne ovat läpinäkyviä ultraviolettisäteilylle (UV) säteily- ja lämpöturvallisuus. AlN on yleisesti käytetty substraattina syvälle UV-valoa emittoiville diodeille (LEDit) ja laserdiodit, erityisesti sanitaatiota vaativissa sovelluksissa, aistiminen, ja optinen viestintä. Sen laaja kaistaväli ja alhainen absorptiokerroin UV-alueella tekevät siitä sopivan ehdokkaan kevyen alumiinigalliumnitridin säilyttämiseen (AlGaN)-perustuvia heterorakenteita.
Lisäksi, AlN:n kyky toimia tarkasti ylittävissä lämpötiloissa 1000 °C tekee siitä sopivan käytettäväksi antureissa, lämpösähköiset generaattorit, ja elementtejä, jotka ovat alttiina äärimmäisille lämpötiloille. Ilmailu- ja puolustusmarkkinoilla, AlN-pohjaisia anturiyksikkösuunnitelmia käytetään suihkumoottoreiden valvontajärjestelmissä ja korkean lämpötilan ohjauslaitteissa, joissa perinteiset tuotteet varmasti epäonnistuvat. Jatkuvat innovaatiot ohutkalvopinnoitus- ja epitaksiaalisissa kasvustrategioissa laajentavat AlN:n mahdollisuuksia seuraavan sukupolven optoelektronisissa ja korkean lämpötilan järjestelmissä.
( Alumiininitridikeramiikka)
Ekologinen vakaus ja pitkäaikainen eheys
Keskeinen näkökohta kaikentyyppisille substraattimateriaaleille on sen kestävä eheys käyttörasituksessa. Kevyt alumiininitridi osoittaa huomattavaa ympäristöturvallisuutta verrattuna moniin muihin keramiikkaan. Se on erittäin immuuni happojen aiheuttamaa pilaantumista vastaan, alkalit, ja sulat teräkset, varmistaa sitkeyden aggressiivisissa kemiallisissa olosuhteissa. Kuitenkin, AlN on altis hydrolyysille, kun se altistuu kosteudelle korkeissa lämpötiloissa, mikä voi heikentää sen pintaa ja heikentää lämpötehoa.
Tämän ongelman lieventämiseksi, turvaviimeistelyt, kuten piinitridi (Si₃N4), kevyt alumiinioksidi, tai polymeeripohjaisia kapselointikerroksia laitetaan usein kosteudenkestävyyden parantamiseksi. Lisäksi, tietoisia kiinnitys- ja tuotepakkausmenetelmiä sovelletaan koko gadgetin asennuksen aikana, jotta AlN-substraattien rehellisyys säilyy koko niiden käyttöiän ajan.. Kun ekologinen politiikka tulee olemaan paljon tiukempaa, AlN:n myrkytön luonne asettaa sen lisäksi edulliseksi vaihtoehdoksi berylliumoksidille, joka aiheuttaa hyvinvointiriskejä koko käsittelyn ja hävittämisen ajan.
Tuomio
Kevyt alumiininitridikeramiikka edustaa luokkaa innovatiivisia tuotteita, jotka sopivat selvästi kasvavaan tehokkaan lämmönhallinnan ja sähköeristyksen tarpeisiin korkean suorituskyvyn elektronisissa ja optoelektronisissa järjestelmissä.. Niiden erinomainen lämmönjohtavuus, kemiallinen turvallisuus, ja yhteensopivuus puolijohdeteknologioiden kanssa tekevät niistä yhden sopivimmista substraattimateriaaleista erilaisiin sovelluksiin– ajoneuvojen tehomoduuleista syviin UV-LEDeihin ja korkean lämpötilan antureihin. Valmistuksen innovaatiot jatkuvat ja edulliset valmistustekniikat kasvavat, AlN-substraattien edistämisen odotetaan lisääntyvän huomattavasti, innovaatioiden edistäminen seuraavan sukupolven digitaalisissa ja fotonisissa laitteissa.
Myyjä
Advanced Ceramics perustettiin lokakuussa 17, 2012, on korkean teknologian yritys, joka on sitoutunut tutkimukseen ja kehitykseen, tuotantoa, käsittelyä, keraamisten materiaalien ja tuotteiden myynti ja tekniset palvelut. Tuotteihimme kuuluvat, mutta ei rajoittuen, boorikarbidikeraamiset tuotteet, Boorinitridikeraamiset tuotteet, Piikarbidin keraamiset tuotteet, Piinitridikeraamiset tuotteet, Zirkoniumdioksidikeraamiset tuotteet, jne. Jos olet kiinnostunut, ota rohkeasti yhteyttä.([email protected])
Tunnisteet: alumiininitridikeramiikka, aln alumiininitridi, aln-alumiininitridikeramiikka
Kaikki artikkelit ja kuvat ovat Internetistä. Jos on tekijänoikeusongelmia, ota meihin yhteyttä ajoissa poistaaksesi.
Kysy meiltä