Bevezetés az alumínium-nitrid kerámiába
Könnyű alumínium-nitrid (AlN) egy nagy teljesítményű kerámia termék, amely széles körű elismerést szerzett kiemelkedő hővezető képessége miatt, elektromos szigetelés, és mechanikai biztonság magas hőmérsékleten. Hatszögletű wurtzit kristályszerkezettel, Az AlN a tulajdonságok olyan határozott kombinációját mutatja, amelyek az egyik legkiválóbb szubsztrátumtermékké teszik az elektronikai eszközökben való alkalmazásokhoz, optoelektronika, teljesítmény alkatrészek, és magas hőmérsékletű környezetben. Hatékony hőelvezetési képessége, miközben megtartja az AlN kivételes dielektromos állóképességi beállításait, kiváló választás olyan tipikus kerámia hordozókhoz, mint az alumínium-oxid és a berillium-oxid.. Ez az írás az alumínium-nitrid kerámiák alapvető tulajdonságait tárja fel, a gyártási stratégiákat vizsgálja, és kiemeli kulcsfontosságú funkcióit a fejlett technológiai területeken.
(Alumínium-nitrid kerámia)
Crystal Framework és alapvető jellemzők
A könnyű alumínium-nitrid, mint hordozóanyag teljesítményét nagymértékben a kristályos váz és a veleszületett fizikai épületek határozzák meg.. Az AlN egy wurtzit típusú rácsot vesz fel, amely váltakozó alumínium- és nitrogénatomokból áll, ami hozzájárul a magas hővezető képességéhez– jellemzően felülmúlja 180 W/(m · K), néhány nagy tisztaságú mintával 320 W/(m · K). Ez az érték lényegesen meghaladja az egyéb általánosan használt kerámiatermékekét, beleértve az alumínium-oxidot is (~ 24 W/(m · K) )és szilícium-karbid (~ 90 W/(m · K)).
A hőteljesítménye mellett, Az AlN széles sávszélességgel rendelkezik 6.2 eV, kiváló elektromos szigetelést eredményezve még melegben is. Ezenkívül alacsony hőfejlődést mutat (CTE ≈ 4.5 × 10 ⁻⁶/ K), amely gondosan illeszkedik a szilíciuméhoz és a gallium-arzenidhez, így optimális öltöny a félvezető kütyü termékek csomagolásához. Továbbá, Az AlN nagy kémiai tehetetlenséggel és olvadt fémekkel szembeni ellenállással rendelkezik, javítja a zord körülményekhez való alkalmasságát. Ezek a vegyes jellemzők az AlN-t a nagy teljesítményű digitális hordozók és a termikusan kezelt rendszerek vezető potenciáljává teszik.
Gyártási és szinterezési technológiák
A kiváló minőségű, könnyű alumínium-nitrid porcelánok előállítása precíz porszintézist és szinterezési módszereket igényel a vastag mikroszerkezetek minimális szennyezőanyag-kibocsátással történő létrehozásához. Kovalens kötő jellege miatt, Az AlN nem tömörül gyorsan a szabványos nyomás nélküli szinterezéssel. Ezért, szinterezési segédanyagok, például ittrium-oxid (I KETTŐ O HAT), kalcium-oxid (CaO), vagy ritka bolygóelemeket szoktak hozzáadni a folyadékfázisú szinterezés elősegítésére és a szemcsehatár diffúziójának javítására.
A gyártási folyamat általában az alumínium-oxid karbotermikus redukciójával kezdődik nitrogén környezetben az AlN porok előállításához.. Ezeket a porokat ezután összetörik, szalagöntéssel vagy fröccsöntéssel készült, és közötti hőmérsékleten szinterezve 1700 ° C és 1900 ° C-on nitrogénben gazdag környezetben. Meleg sajtolás vagy plazma szinterezés serkentése (SPS) tovább növelheti a sűrűséget és a hővezető képességet a porozitás csökkentésével és a szemcsepozíció elősegítésével. Fejlett additív gyártási technikákat is vizsgálnak, hogy testre szabott hőkezelési képességekkel rendelkező összetett alakú AlN elemeket állítsanak elő..
Alkalmazás elektronikus termékcsomagolásban és teljesítménymodulokban
A könnyű alumínium-nitrid kerámiák egyik legszembetűnőbb felhasználási módja az elektronikus csomagolás, különösen nagy teljesítményű szerszámokhoz, például szigetelt átjáró bipoláris tranzisztorokhoz (IGBT-k), lézer diódák, és szupermagas frekvencia (RF) erősítők. A teljesítmény vastagságának növekedésével a modern elektronikus eszközökben, a hatékony hőelvezetés kritikussá válik a megbízhatóság és a hosszú élettartam érdekében. Az AlN szubsztrátumok optimális megoldást kínálnak azáltal, hogy magas hővezető képességgel és kiváló elektromos szigeteléssel rendelkeznek, rövid áramkörök és termikus átfutási körülmények megelőzése.
Továbbá, AlN alapú egyenesen ragasztott réz (DBC) és energikus fém forrasztott (VEL) A szubsztrátokat fokozatosan alkalmazzák az elektromos autók teljesítménymoduljaiban, megújuló erőforrás inverterek, és ipari villanymotoros hajtások. Ellentétben a hagyományos alumínium-oxid vagy szilícium-nitrid hordozókkal, Az AlN gyorsabb hőátadást és sokkal jobb kompatibilitást biztosít a szilícium chip hőtágulási együtthatóival, így csökkenti a mechanikai feszültséget és javítja a rendszer teljes teljesítményét. A folyamatban lévő kutatások célja a kötési állóképesség és a fémezési módszerek javítása az AlN felületeken, hogy még jobban kiterjesszék az alkalmazási kört..
Optoelektronikai és magas hőmérsékletű modulokban használható
Az elektronikus termékek csomagolásán túl, Az alumínium-nitrid porcelánok fontos szerepet töltenek be az optoelektronikai és a magas hőmérsékletű alkalmazásokban, mivel átlátszóak az ultraibolya sugárzással szemben (UV) sugárzás- és hőbiztonság. Az AlN-t általában mély UV fényt kibocsátó diódák hordozójaként használják (LED-ek) és lézerdiódák, különösen a higiéniát igénylő alkalmazásokban, érzékelés, és optikai kommunikáció. Széles sávszélessége és alacsony abszorpciós együtthatója az UV tartományban alkalmassá teszi a könnyű alumínium-gallium-nitrid fenntartására. (AlGaN)-alapú heterostruktúrák.
Ráadásul, Az AlN azon képessége, hogy pontosan működjön magasabb hőmérsékleti szinteken 1000 ° C alkalmassá teszi az érzékelőkben való használatra, termoelektromos generátorok, és extrém hőhatásnak kitett elemek. Repülési és védelmi piacokon, AlN-alapú érzékelőegység-terveket használnak a sugárhajtómű-felügyeleti rendszerekben és a magas hőmérsékletű vezérlőberendezésekben, ahol a hagyományos termékek biztosan meghibásodnának.. A vékonyréteg-lerakódás és az epitaxiális növekedési stratégiák folyamatos innovációi kiterjesztik az AlN lehetőségét a következő generációs optoelektronikai és magas hőmérsékletű beépített rendszerekben.
( Alumínium-nitrid kerámia)
Ökológiai stabilitás és hosszú távú integritás
Bármilyen típusú hordozóanyag esetében kulcsfontosságú szempont a tartós integritás az üzemi feszültségek alatt. A könnyű alumínium-nitrid figyelemre méltó környezeti biztonságot mutat sok más kerámiával szemben. Erősen immunis a savakkal szembeni károsodásra, lúgok, és olvadt acélok, a szívósság biztosítása agresszív vegyi körülmények között. Viszont, Az AlN hajlamos a hidrolízisre, ha nedvességnek van kitéve magas hőmérsékleten, ami ronthatja a felületét és csökkentheti a hőteljesítményt.
A probléma enyhítésére, biztonsági bevonatok, például szilícium-nitrid (Si ₃ N 4), könnyű alumínium-oxid, vagy polimer alapú kapszulázó rétegeket gyakran helyeznek fel a nedvességállóság javítása érdekében. Továbbá, tudatos rögzítési és termékcsomagolási megközelítéseket alkalmaznak a modul beállítása során, hogy megőrizzék az AlN szubsztrátumok tisztességességét azok élettartama során. Ahogy az ökológiai politikák sokkal szigorúbbakká válnak, az AlN nem mérgező jellege emellett a berillium-oxid előnyös alternatívájává teszi, amely a feldolgozás és az ártalmatlanítás során wellness-kockázatokat jelent.
Ítélet
A könnyű alumínium-nitrid kerámiák az innovatív termékek egy osztályát képviselik, amelyek kifejezetten alkalmasak a hatékony hőkezelés és elektromos szigetelés növekvő igényeinek kielégítésére a nagy teljesítményű elektronikus és optoelektronikai rendszerekben. Kiemelkedő hővezető képességük, vegyi biztonság, és a félvezető technológiákkal való kompatibilitásuk az egyik legmegfelelőbb szubsztrátum anyaggá teszi őket különféle alkalmazásokhoz– a jármű tápegységeitől a mély UV LED-ekig és a magas hőmérsékletű érzékelőkig. Ahogy a gyártási innováció továbbra is fejlődik, és a megfizethető gyártási technikák egyre nőnek, az AlN szubsztrátumok előmozdítása várhatóan jelentősen megemelkedik, innováció előmozdítása a következő generációs digitális és fotonikus eszközökben.
Eladó
Az Advanced Ceramics októberben alakult 17, 2012, egy high-tech vállalkozás, amely elkötelezett a kutatás és fejlesztés mellett, termelés, feldolgozás, kerámia relatív anyagok és termékek értékesítése és műszaki szolgáltatásai. Termékeink közé tartoznak, de nem kizárólagosan, bórkarbid kerámiatermékek, Bór-nitrid kerámiatermékek, Szilícium-karbid kerámiatermékek, Szilícium-nitrid kerámiatermékek, Cirkónium-dioxid kerámiatermékek, stb. Ha érdekel, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal.([email protected])
Címkék: alumínium-nitrid kerámia, aln alumínium-nitrid, aln alumínium-nitrid kerámia
Minden cikk és kép az internetről származik. Ha szerzői jogi problémák merülnek fel, kérjük, időben lépjen kapcsolatba velünk a törléshez.
Érdeklődjön tőlünk