Apa itu aluminium nitrida?
Aluminium nitrida (ALN) adalah bahan seramik lanjutan sintetik bukan oksida yang menggabungkan kekonduksian terma ultra tinggi dan pekali pengembangan haba yang sama kepada Si dan GaAs, sifat elektrik yang boleh dipercayai, dan kestabilan kimia yang sangat baik. Ini menjadikannya sesuai untuk pengurusan terma yang cekap dan komponen elektronik berprestasi tinggi.
Kaedah formula dan sintesis
Formula kimia untuk aluminium nitrida adalah aluminium dan nitrida. Dalam industri moden, tiga kaedah sintesis utama adalah nitridasi langsung, pengurangan carbothermal, dan pemendapan wap kimia ：
❉ Kaedah nitridasi langsung: Dalam suasana nitrogen atau ammonia suhu tinggi 800 ~ 1200 ℃, serbuk aluminium secara langsung bertindak balas dengan nitrogen atau ammonia untuk mensintesis serbuk aluminium nitride. Formula tindak balas kimia ialah: 2al (s)+n 2 (g) → 2Aln (s)
❉ Kaedah pengurangan haba karbon: Panaskan al 2 O 3 dan C yang seragam di atas 1500 ℃ dalam atmosfera N2; Pertama, kurangkan Al 2 O 3 , kemudian bertindak balas dengan produk AL dengan N2 untuk menjana ALN. Formula tindak balas kimia ialah: Al 2 O 3 (s) + 3c (s) + n 2 (g) ⇌ 2Aln (s) + 3co (g)
❉ Pemendapan wap kimia: Teknik pertumbuhan fasa wap mensintesis aluminium nitrida pada permukaan substrat dengan mengawal aliran dan kepekatan reaktan gas.
Tiga kaedah sintesis di atas masing -masing mempunyai kelebihan dan kekurangan. Dalam aplikasi praktikal, pilihan yang sepadan mesti dibuat berdasarkan keperluan dan kos prestasi produk.
Perbandingan sifat bahan seramik
| Item | Unit | Aluminium Nitride (ALN) | Alumina (Al 2 O 3 ) | Beryllium Oxide (BEO) | Karbida silikon (sic) |
| Kekonduksian terma (25 ℃) | W/mk | 170 | 30 | 300 | 170 |
| Ekspansivity Thermal (25 ~ 400 ℃) | 1 × 10 -6 /℃ | 4.5 | 7.3 | 8 | 3.7 |
| Suhu kerja maksimum (inert) | ℃ | 2200 | 1800 | 2000 | 1800 |
| Pemalar dielektrik | 1MHz | 8.8 | 8.5 | 6.5 | 40 |
| Kehilangan 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 |
| Ketoksikan | Tidak | Tidak | Ya | Sedikit | |
| Kos | Tengah | Rendah | Tinggi | Tinggi |
Nota:
❉ Semua parameter berada di bawah negeri tanpa beban.
❉ Semua parameter adalah yang biasa berdasarkan kesucian 99%; Ia mempamerkan sedikit perbezaan dengan formula dan gred yang berbeza.
Pasca pemprosesan komponen ALN
Pemprosesan pasca adalah proses penting dalam aplikasi praktikal untuk mencapai pemasangan yang tepat antara komponen seramik Aln dan bahagian lain dan untuk meningkatkan kualiti permukaan. Pada masa ini, jenis utama pemprosesan adalah seperti berikut:
1. Pengilangan dan Pengisaran CNC: Menggunakan kekerasan ultra tinggi kasar yang melelas roda pengisaran berlian untuk mengisar dan mengeluarkan bahan dari permukaan seramik, terutamanya termasuk pengisaran roda pengisaran, pengisaran berlian, dan penggiling gerudi.
2. Pemotongan laser: Kaedah ini menggunakan rasuk laser tenaga tinggi yang dihasilkan oleh laser untuk memproses seramik aluminium nitrida. Ia sesuai untuk pemotongan dan penggerudian produk yang tepat seperti substrat seramik.
3. Penggilap yang dibantu plasma: Menggunakan kesan gabungan pengeboman fizikal plasma dan tindak balas kimia untuk mencapai penyingkiran bahan untuk mendapatkan permukaan yang dilancarkan.
4. Penggilap mekanikal kimia (CMP): Proses penggilap komposit yang menggunakan kedua -dua etsa kimia dan penyingkiran mekanikal, digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor.
5. Magnetorheological Finishing (MRF): Kaedah ini adalah antara penggilap dan tidak menggalakkan. Ia adalah kaedah pemesinan ultra-ketepatan yang menggunakan sifat rheologi cecair penggilap magnetorheologi dalam medan magnet untuk menggilap.
Kemudahan kami mengkhususkan diri dalam teknologi pemprosesan CNC dan laser pada seramik ALN dan dapat menyediakan pelanggan dengan pelbagai bahagian aluminium nitrida yang disesuaikan dengan ketat ± 0.005mm.
Aplikasi biasa aluminium nitrida
❉ Sebagai penebat elektrik kuasa tinggi, terutamanya di mana penebat elektrik yang tinggi dan prestasi elektrik yang stabil adalah penting
❉ Sebagai substrat seramik untuk elektronik kuasa tinggi, pembawa cip, dan pembungkusan semikonduktor
❉ Sebagai tenggelam haba dan penyebar haba untuk peranti elektronik kekerapan kuasa tinggi dan radio
❉ Sebagai lapisan dielektrik dalam media penyimpanan optik
❉ Sebagai bahan acuan yang sesuai dan pemutus yang ideal untuk pembuatan metalur
Kerana atribut termal, fizikal, kimia, elektrik, dan optik yang sangat baik, ia digunakan secara universal dalam elektronik kuasa tinggi, pencahayaan kuasa tinggi, tenaga baru, semikonduktor, tentera, aeroangkasa, dan bidang lain.
Kesimpulan
Sebagai bahan seramik teknikal yang baru, aluminium nitride telah memainkan peranan penting dalam banyak industri dan bidang. Dengan kemajuan dan kejayaan dalam teknologi pengeluaran serbuk dan penyediaan serbuk aluminium nitrida, serta inovasi berterusan teknologi komponen seramik aluminium nitrid Peranti, IGBT, kawalan pelepasan, pengangkutan kereta api, sistem penerbangan, dan bidang lain.