¿Qué es el nitruro de aluminio?
El nitruro de aluminio (ALN) es un material de cerámica avanzado sintético no óxido que combina conductividad térmica ultra alta y un coeficiente de expansión térmica similar a SI y GAA, propiedades eléctricas confiables y excelente estabilidad química. Esto lo hace ideal para una gestión térmica eficiente y componentes electrónicos de alto rendimiento.
Los métodos de fórmula y síntesis
La fórmula química para el nitruro de aluminio es aluminio y nitruro. En la industria moderna, los tres métodos de síntesis principales son la nitridación directa, la reducción carbotérmica y la deposición de vapor químico:
❉ Método de nitridación directa: en una atmósfera de nitrógeno o amoníaco de alta temperatura de 800 ~ 1200 ℃, el polvo de aluminio reacciona directamente con nitrógeno o amoníaco para sintetizar el polvo de nitruro de aluminio. La fórmula de reacción química es: 2al (s)+n 2 (g) → 2Aln (s)
❉ Método de reducción térmica de carbono: Caliente el Al 2 O 3 y C uniformemente mezclado a más de 1500 ℃ en la atmósfera N2; Primero, reduzca Al 2 O 3 , luego reaccione el producto resultante con N2 para generar ALN. La fórmula de reacción química es: al 2 o 3 (s) + 3c (s) + n 2 (g) ⇌ 2Aln (s) + 3co (g)
❉ Deposición de vapor químico: una técnica de crecimiento de fase de vapor sintetiza el nitruro de aluminio en una superficie del sustrato controlando el flujo y la concentración de reactivos gaseosos.
Los tres métodos de síntesis anteriores tienen ventajas y desventajas. En aplicaciones prácticas, las opciones correspondientes deben hacerse en función de los requisitos y costos de rendimiento del producto.
Comparación de propiedades del material cerámico
| Artículo | Unidad | Nitruro de aluminio (ALN) | Alúmina (Al 2 O 3 ) | Óxido de berilio (beo) | Carburo de silicio (sic) |
| Conductividad térmica (25 ℃) | W/mk | 170 | 30 | 300 | 170 |
| Expansividad térmica (25 ~ 400 ℃) | 1 × 10 -6 /℃ | 4.5 | 7.3 | 8 | 3.7 |
| Temperatura de trabajo máxima (inerte) | ℃ | 2200 | 1800 | 2000 | 1800 |
| Constante dieléctrica | 1MHz | 8.8 | 8.5 | 6.5 | 40 |
| Pérdida dieléctrica | 1MHz | 5*10 -4 | 3*10 -4 | 5*10 -4 | 500*10 -4 |
| Resistencia dieléctrica (DC@25 ℃) | KV/mm | 15 | 10 | 10 | 0.07 |
| Resistencia a la flexión (25 ℃) | MPA | 450 | 338 | 200 | 450 |
| Toxicidad | No | No | Sí | Leve | |
| Costo | Medio | Bajo | Alto | Alto |
Notas:
❉ Todos los parámetros están debajo del estado sin carga.
❉ Todos los parámetros son típicos basados en una pureza del 99%; Exhibe ligeras diferencias con diferentes fórmulas y grados.
Postprocesamiento de componentes ALN
El procesamiento posterior es un proceso esencial en aplicaciones prácticas para lograr un ajuste preciso entre los componentes cerámicos ALN y otras partes y mejorar la calidad de la superficie. En la actualidad, los principales tipos de postprocesamiento son los siguientes:
1. Fresado y molienda CNC: usando los granos abrasivos de dureza de ultra alto de las ruedas de molienda de diamantes para moler y eliminar los materiales de la superficie de la cerámica, principalmente incluyendo molienda de ruedas de molienda, molienda de diamantes y molienda de perforación.
2. Corte láser: este método utiliza el haz láser de alta energía generado por el láser para procesar la cerámica de nitruro de aluminio. Es adecuado para el corte y la perforación precisos de productos como sustratos de cerámica.
3. PULSO ASISTENTE DE PLASMA: utiliza los efectos combinados del bombardeo físico de plasma y la reacción química para lograr la eliminación del material para obtener una superficie pulida lisa.
4. Pulido mecánico químico (CMP): un proceso de pulido compuesto que utiliza el grabado químico y la eliminación mecánica, ampliamente utilizada en la industria de semiconductores.
5. Acabado magnetorreológico (MRF): este método es entre el pulido y el no pulido. Es un método de mecanizado de ultra precisión que utiliza las propiedades reológicas del fluido de pulido magnetorreológico en un campo magnético para pulir.
Nuestra instalación se especializa en la tecnología de rectificado CNC y procesamiento con láser en Aln Ceramic y puede proporcionar a los clientes una variedad de piezas de nitruro de aluminio personalizadas y ultra alta precisión con tolerancias difíciles dimensionales de ± 0.005 mm.
Aplicaciones típicas de nitruro de aluminio
❉ como aisladores eléctricos de alta potencia, especialmente donde el alto aislamiento eléctrico y el rendimiento eléctrico estable son esenciales
❉ como sustrato de cerámica para electrónica de alta potencia, portadores de chips y empaque de semiconductores
❉ como disipador de calor y calor para dispositivos electrónicos de alta potencia y radiofrecuencia
❉ como capas dieléctricas en medios de almacenamiento óptico
❉ Como material ideal de molde de crisol y fundición para la fabricación de metalurgias de Al, Cu, AG y PB
Debido a los excelentes atributos térmicos, físicos, químicos, eléctricos y ópticos de la cerámica de aluminio, se usa universalmente en otros electrónicos de alta potencia, iluminación de alta potencia, nueva energía, semiconductores, militares, aeroespaciales y otros campos.
Conclusión
Como nuevo material cerámico técnico, el nitruro de aluminio ha jugado un papel importante en muchas industrias y campos. Con el progreso y los avances en la tecnología de producción y preparación de nitruro de aluminio, así como la innovación continua de la tecnología de componentes de cerámica de nitruro de aluminio, se ampliará aún más como una solución de componente de disipación de calor y aislamiento eléctrico más optimizado en los campos de microelectrónicos, ópticos, ópticos, ópticos. dispositivos, IGBT, control de emisiones, transporte ferroviario, sistemas de aviación y otros campos.