Aluminiumnitried en aluminiumnitried

Aluminiumnitried (AlN) is 'n ideale materiaal vir termiese toepassings. Met hoë termiese geleidbaarheid, isolasie-eienskappe en 'n lae koëffisiënt van termiese uitdywing is AlN 'n aantreklike materiaalkeuse wat 'n veilige alternatief vir berylliumoksied in halfgeleierbedryfstoepassings bied en maklik te verwerk is.

AlN kan in sy groen, biskuit- of volgesinterde toestand gefrees word. Volgesinterde materiaal vereis egter ekstra tyd en vaardigheid om strenge toleransies te bereik.

Hoë termiese geleidbaarheid

Aluminiumnitried se uitstekende termiese geleidbaarheid maak dit 'n uitstekende materiaal vir hitteafvoer in elektroniese toestelle. Moderne elektronika produseer groot hoeveelhede hitte wat vinnig afgevoer moet word; aluminiumnitried se isolasie-eienskappe help om te verseker dat oorg verhitting nie plaasvind nie, wat die betroubaarheid oor tyd verhoog en die komponentleeftyd verleng.

AlN het 'n digtheid van 3,26 g/cm3 en 'n uiters hoë termiese geleidbaarheid van 170 W/(m·K), meer as vyf keer hoër as dié van alumina en amper gelyk aan dié van beryllia wat termiese geleidbaarheid betref. Ongelukkig kan die termiese geleidbaarheid van AlN egter verminder word deur suurstofonreinhede wat in beginpoeiers tydens sinterprosesse teenwoordig is.

Om die termiese geleiding te verbeter, word die poeier gemeng met sinterhulpmiddels soos CaO en Y2O3. Deeltjies word dan met 'n hoëpresterende meul tot 'n ultrafyn deeltjiegrootteverspreiding fyn gemaal, wat digter gepakte keramiese strukture moontlik maak. Dit skep digte keramiese strukture met uitstekende termiese isolasie-eienskappe.

Aluminiumnitried se superieure termiese en elektriese isolasie maak dit 'n uitstekende materiaal vir MEMS-toepassings, insluitend hoëfrekwensiefilters, energie-oesers en ultrasoniese omsetters. Verder maak sy wye bandgaping, versoenbaarheid met komplementêre metaaloksied-semikonduktor (CMOS)-tegnologie en uitstekende piezo-elektriese eienskappe hierdie materiaal geskik vir baie MEMS-toestelle soos hoëfrekwensiefilters, energie-oesers en ultrasoniese omsetters. Verder maak sy meganiese eienskappe dit maklik om te vorm.

Hoë elektriese isolasie

Aluminiumnitried is 'n nie-giftige keramiese materiaal met uitstekende termiese geleiding, elektriese isolasie en lae uitbreidings-eienskappe – perfek vir grootskaalse geïntegreerde stroombane vir hitteafvoer en verpakkingstoepassings. Daarbenewens weerstaan hierdie nie-giftige materiaal plasma-erosie en chemiese korrosie en kan dit maklik gemetalliseer, geplaat, gelaste of in plek gelaste word – boonop bied sy Al-N-bindings uitsonderlike weerstand teen korrosie, oksidasie en moegheidsweerstand.

Keramiek het 'n hoër termiese geleidbaarheid en digtheid as sy alumina- en berillia-eweknieë, terwyl dit 'n laer uitbreidingskoëffisiënt as alumina vir hoë-temperatuurtoepassings en 'n beter plasma-erosiebestandheid as die meeste metale het.

Aluminiumnitried val uit as 'n aantreklike opsie in elektroniese toepassings weens sy lae termiese uitdywing en uitstekende elektriese isolasie-eienskappe, wat in sekere gevalle 'n alternatiewe keuse tot beryllia bied. Sy laer digtheid en elektriese eienskappe maak aluminiumnitried 'n besonder geskikte materiaal vir komponente wat nou toleransies vereis, soos radiofrekwensie-komponente.

Aluminiumnitried (AlN) is 'n aantreklike materiaal vir mikro-elektromeganiese stelsels (MEMS)-toepassings soos hoëfrekwensiefilters en energie-oesers, met breë bandgaps en piezo-elektriese eienskappe wat versoenbaar is met komplementêre metaaloksied-semikondukter (CMOS)-tegnologie. Verder kan AlN maklik gefrees word weens sy lae smeltpunt. Die krimpkoerse ná sintering kan egter uitdagend wees om nou toleransies met hierdie materiaal te handhaaf.

Hoë meganiese sterkte

Aluminiumnitried beskik oor uitsonderlike meganiese sterkte, wat dit 'n uitstekende materiaal maak om keramiese substraatte vir halfgeleiers te vervaardig. As een van die sterkste keramiese materiale wat tans gebruik word – met 'n hoër buigsterkte as beide silikoonkarbied en aluminiumoksied – en danksy sy uitstekende termiese geleidbaarheidseienskappe bied dit ook uitstekende elektriese isolasie-eienskappe.

Aluminiumnitried se unieke kombinasie van eienskappe maak dit ideaal vir krag- en mikro-elektronika-toepassings, en dit dien dikwels as 'n alternatief vir berylliumoksied in elektronika weens die gesondheidsrisiko's wat met die hantering van BeO gepaardgaan. Verder het aluminiumnitried 'n baie laer termiese uitdyingskoëffisiënt in vergelyking met beide alumina en berylliumoksied, wat dit geskik maak vir toepassings wat lae bedryfstemperature vereis.

Onlangse vooruitgang in krag-semikondukteurtegnologie het 'n groter behoefte geskep aan alternatiewe materiale wat hitte doeltreffend kan versprei. Tradisionele keramiese substraatmateriale, insluitend aluminiumoksied (Al2O3) en silikoonnitried (Si3N4), het in hierdie opsig onvoldoende geblyk, daarom het AlGalN na vore getree as 'n potensiële kandidaat weens sy superieure termiese geleidbaarheid.

Ongelukkig vereis die oorskakeling van Alumina na AlGalN uitgebreide masjineringswerk in 'n stikstofatmosfeer met lang leweringstye vir sommige vervaardigers. Om hierdie hindernis te oorkom, het sommige maatskappye masjineerbare AlN-produkte ontwikkel wat as billette vervaardig word en sonder diamantgereedskap bewerk kan word, en wat meer koste-effektief is as suiwer AlN. Hierdie masjineerbare produkte is ook by verskeie verskaffers beskikbaar, wat die leweringstye nog verder verkort.

Hoë oksidasiebestandheid

Aluminiumnitried (AlN) is 'n vaste nitried van aluminium met hoë termiese geleidbaarheid en uitstekende elektriese isolasie-eienskappe. Daarbenewens beskerm AlN se weerstand teen oksidasie, slytasie en korrosie dit teen skade deur aluminiumsmelting sowel as galliumarseniedkorrosie; boonop is dit nie-giftig.

Atmosferiese plastiek is 'n ideale materiaal vir toepassings in harde omgewings, aangesien dit hoë temperature en chemiese slytasie kan weerstaan, wat dit die perfekte materiaal maak om vibrasie en spanning te weerstaan terwyl dit elektries geleidend en UV-bestande bly. Verder kan hoë spannings ook verdra word, terwyl sy meganiese sterkte dit geskik maak om vibrasie en spanning te weerstaan. Laastens maak elektriese geleiding en UV-bestande eienskappe hierdie plastiek 'n uitstekende materiaal.

Hierdie materiaal kan met standaard masjineringsgereedskap bewerk word en bied uitstekende meganiese sterkte en bewerkbaarheid. Verder maak sy lae digtheid dit geskik vir liggewig komponente en lugvaart-substelsels, terwyl dit meer duursaam is as FR-4-algemene aluminium- of kopergegote PCB's.

'n Woollam Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer (Lincoln, NE, VSA) is gebruik om S1- en S4-AlN/Si-monsters met verskillende filmdiktes te karakteriseer met behulp van 'n XPS-proef, met die N 1s-foto-elektronpiekbindingsenergie gemeet op 396,2 eV, wat goed ooreenstem met eksperimentele data.

Tokuyama se Shapal Hi M Soft-aluminiumnitriedmateriaal bied uitstekende bewerkbaarheid en meganiese sterkte, vervaardig deur 'n unieke proses wat boron-nitried byvoeg vir verhoogde hardheid – perfek vir 'n wye verskeidenheid toepassings.