Apa itu Aluminium Nitride?
Aluminium nitrida (ALN) adalah bahan keramik sintetis non-oksida yang menggabungkan konduktivitas termal yang sangat tinggi dan koefisien ekspansi termal yang serupa dengan Si dan GaAs, sifat listrik yang andal, dan stabilitas kimia yang sangat baik. Ini membuatnya ideal untuk manajemen termal yang efisien dan komponen elektronik berkinerja tinggi.
Metode rumus dan sintesis
Formula kimia untuk aluminium nitrida adalah aluminium dan nitrida. Dalam industri modern, tiga metode sintesis utama adalah nitridasi langsung, reduksi karbotermal, dan deposisi uap kimia:
❉ Metode nitridasi langsung: Dalam nitrogen suhu tinggi atau atmosfer amonia 800 ~ 1200 ℃, bubuk aluminium secara langsung bereaksi dengan nitrogen atau amonia untuk mensintesis bubuk aluminium nitrida. Formula reaksi kimia adalah: 2al (s)+n 2 (g) → 2aln (s)
❉ Metode reduksi termal karbon: Panaskan al 2 O O 3 dan C yang dicampur secara seragam di atas 1500 ℃ di atmosfer N2; Pertama, kurangi Al 2 O 3 , kemudian bereaksi produk yang dihasilkan dengan N2 untuk menghasilkan ALN. Formula reaksi kimia adalah: al 2 O 3 (s) + 3c (s) + n 2 (g) ⇌ 2Aln (s) + 3co (g)
❉ Deposisi Uap Kimia: Teknik pertumbuhan fase uap mensintesis aluminium nitrida pada permukaan substrat dengan mengendalikan aliran dan konsentrasi reaktan gas.
Tiga metode sintesis di atas masing -masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Dalam aplikasi praktis, pilihan yang sesuai harus dibuat berdasarkan persyaratan dan biaya kinerja produk.
Perbandingan sifat material keramik
| Barang | Satuan | Aluminium nitrida (ALN) | Alumina (Al 2 O 3 ) | Berilium oksida (beo) | Silikon karbida (sic) |
| Konduktivitas Termal (25 ℃) | W/mk | 170 | 30 | 300 | 170 |
| Ekspansi termal (25 ~ 400 ℃) | 1 × 10 -6 /℃ | 4.5 | 7.3 | 8 | 3.7 |
| Suhu kerja maksimum (inert) | ℃ | 2200 | 1800 | 2000 | 1800 |
| Konstanta dielektrik | 1MHz | 8.8 | 8.5 | 6.5 | 40 |
| Kerugian dielektrik | 1MHz | 5*10 -4 | 3*10 -4 | 5*10 -4 | 500*10 -4 |
| Kekuatan Dielektrik (DC@25 ℃) | Kv/mm | 15 | 10 | 10 | 0,07 |
| Kekuatan lentur (25 ℃) | MPa | 450 | 338 | 200 | 450 |
| Toksisitas | TIDAK | TIDAK | Ya | Sedikit | |
| Biaya | Tengah | Rendah | Tinggi | Tinggi |
Catatan:
❉ Semua parameter berada di bawah negara tanpa beban.
❉ Semua parameter adalah yang khas berdasarkan kemurnian 99%; Ini menunjukkan sedikit perbedaan dengan berbagai formula dan nilai.
Pasca pemrosesan komponen ALN
Pasca pemrosesan adalah proses penting dalam aplikasi praktis untuk mencapai pemasangan yang tepat antara komponen ALN keramik dan bagian lain dan untuk meningkatkan kualitas permukaan. Saat ini, jenis utama pasca pemrosesan adalah sebagai berikut:
1. Penggilingan dan penggilingan CNC: Menggunakan kekerasan tinggi-tinggi butiran abrasif dari roda penggilingan berlian untuk menggiling dan menghilangkan bahan dari permukaan keramik, terutama termasuk penggilingan roda penggilingan, penggilingan berlian, dan penggilingan bor.
2. Pemotongan Laser: Metode ini menggunakan sinar laser berenergi tinggi yang dihasilkan oleh laser untuk memproses keramik nitrida aluminium. Ini cocok untuk pemotongan dan pengeboran produk yang tepat seperti substrat keramik.
3. Pemolesan Bantuan Plasma: Memanfaatkan efek gabungan dari pemboman fisik plasma dan reaksi kimia untuk mencapai penghapusan material untuk mendapatkan permukaan yang dipoles halus.
4. Chemical Mechanical Polishing (CMP): Proses pemolesan komposit yang menggunakan etsa kimia dan pemindahan mekanis, banyak digunakan dalam industri semikonduktor.
5. Finishing Magnetorheological (MRF): Metode ini antara pemolesan dan tidak memoles. Ini adalah metode pemesinan ultra-presisi yang menggunakan sifat reologi cairan pemolesan magnetorheologis dalam medan magnet untuk memoles.
Fasilitas kami berspesialisasi dalam teknologi pemrosesan penggilingan dan laser CNC pada ALN Ceramic dan dapat memberi pelanggan berbagai bagian aluminium nitrida yang sangat tinggi dan presisi tinggi dengan toleransi ketat dimensi ± 0,005mm.
Aplikasi khas aluminium nitrida
❉ sebagai isolator listrik daya tinggi, terutama di mana isolasi listrik yang tinggi dan kinerja listrik yang stabil sangat penting
❉ sebagai substrat keramik untuk elektronik daya tinggi, pembawa chip, dan kemasan semikonduktor
❉ Sebagai heat sink dan penyebar panas untuk perangkat elektronik frekuensi tinggi dan radio
❉ sebagai lapisan dielektrik di media penyimpanan optik
❉ sebagai wadah ideal dan casting cetakan untuk manufaktur Metalurgi Al, Cu, AG, dan PB
Karena termal aluminium nitrida nitrida yang sangat baik, fisik, fisik, kimia, listrik, dan atribut optik, secara universal digunakan dalam elektronik daya tinggi lainnya, pencahayaan daya tinggi, energi baru, semikonduktor, militer, kedirgantaraan, dan bidang lainnya.
Kesimpulan
Sebagai bahan keramik teknis baru, aluminium nitrida telah memainkan peran penting di banyak industri dan bidang. Dengan kemajuan dan terobosan dalam teknologi produksi dan persiapan bubuk aluminium nitrida, serta inovasi berkelanjutan dari teknologi komponen keramik aluminium nitrida, itu akan diperluas lebih lanjut sebagai disipasi panas yang lebih optimal dan solusi komponen insulasi listrik di bidang mikroelektronika, optik optik. Perangkat, IGBT, kontrol emisi, transportasi kereta api, sistem penerbangan, dan bidang lainnya.