Alüminium nitrit və alüminium nitrit

Alüminium nitrit (AlN) termal tətbiqlərdə istifadə üçün ideal materialdır. Yüksək istilik keçiriciliyi, izolyasiya xüsusiyyətləri və aşağı istilik genəlmə əmsalı sayəsində AlN yarımkeçirici sənayesi tətbiqlərində Beryllium oksidinə təhlükəsiz alternativdir və emal edilməsi asandır.

AlN yaşıl, biskvit və ya tam sinterlənmiş vəziyyətdə emal oluna bilər. Lakin tam sinterlənmiş material ciddi toleranslara cavab vermək üçün əlavə vaxt və bacarıq tələb edir.

Yüksək istilik keçiriciliyi

Alüminium nitridinin əla istilik keçiriciliyi onu elektron cihazlarda istiliyin yayılması üçün mükəmməl material edir. Müasir elektronika böyük miqdarda istilik yaradır ki, bu istilik sürətlə yayılmalıdır; alüminium nitridinin izolyasiya xüsusiyyətləri həddindən artıq istiləşmənin qarşısını alaraq zaman keçdikcə etibarlılığı artırır və komponentlərin ömrünü uzadır.

AlN-in sıxlığı 3,26 q/sm³, istilik keçiriciliyi isə 170 Vt/(m·K) təşkil edir ki, bu, alüminanın beş dəfədən çoxdur və istilik keçiriciliyinə görə berilliyaya yaxındır. Təəssüf ki, sinterləşdirmə prosesləri zamanı başlanğıc tozlarda mövcud olan oksigen çirkləri AlN-in istilik keçiriciliyini azalda bilər.

İstilik keçiriciliyini yaxşılaşdırmaq üçün toz CaO və Y2O3 kimi sinterləşmə köməkçiləri ilə qarışdırılır. Daha sonra hissəciklər yüksək performanslı dəyirman vasitəsilə ultra incə hissəcik ölçüsü paylanmasına qədər üyüdülür ki, bu da daha sıx paketlənmiş keramika strukturlarının yaranmasına imkan verir. Nəticədə mükəmməl istilik izolyasiya xüsusiyyətlərinə malik sıx keramika strukturları əmələ gəlir.

Alüminium nitidinin üstün istilik və elektrik izolyasiyası onu yüksək tezlikli filtrlər, enerji yığan qurğular və ultrasəs çeviricilər daxil olmaqla MEMS tətbiqləri üçün əla material edir. Bundan əlavə, onun geniş band boşluğu, tamamlayıcı metal-oksid yarımkeçirici (CMOS) texnologiyası ilə uyğunluğu və üstün piezoelektrik xüsusiyyətləri bu materialı yüksək tezlikli filtrlər, enerji yığan qurğular və ultrasəs çeviricilər kimi bir çox MEMS qurğuları üçün uyğun edir. Üstəlik, onun mexaniki xüsusiyyətləri asan formalaşmasına imkan verir.

Yüksək elektrik izolyasiyası

Alüminium nitrit zəhərsiz keramika materialıdır, yüksək istilik keçiriciliyinə, elektrik izolyasiyasına və aşağı genəlməyə malikdir – genişmiqyaslı inteqrə olunmuş sxemlər üçün istilik yayma substratları və qablaşdırma tətbiqləri üçün idealdır. Bundan əlavə, bu zəhərsiz material plazma eroziyasına və kimyəvi korroziyaya davamlıdır, metalizasiya, örtmə, lehimləmə və ya lehimlə yerində bərkidilmə üçün asanlıqla hazırlanır – üstəlik, Al–N bağları korroziya, oksidləşmə və yorulma müqavimətinə qarşı fövqəladə dayanıqlıq təmin edir.

Keramika alüminia və berillia analoqlarına nisbətən daha yüksək istilik keçiriciliyinə və sıxlığa malikdir, eyni zamanda yüksək temperaturlu tətbiqlər üçün alüminia ilə müqayisədə daha aşağı genəlmə əmsalına və əksər metallardan daha üstün plazma eroziyasına davamlılığa sahibdir.

Alüminium nitrit aşağı termal genişlənmə və əla elektrik izolyasiya xüsusiyyətlərinə görə elektron tətbiqlərdə cəlbedici seçim kimi seçilir və bəzi hallarda berylliyaya alternativ təklif edir. Onun aşağı sıxlığı və elektrik xüsusiyyətləri alüminium nitriti, məsələn, radio tezlikli komponentlər kimi dar dözümlü komponentlər üçün xüsusilə uyğun material edir.

Alüminium nitrit (AlN) yüksək tezlikli filtrlər və enerji yığan qurğular kimi mikroelektromexaniki sistem (MEMS) tətbiqləri üçün cəlbedici materialdır; geniş band boşluqları və komplementar metal oksid yarımkeçirici (CMOS) texnologiyası ilə uyğun piezoelektrik xüsusiyyətlərə malikdir. Bundan əlavə, aşağı ərimə nöqtəsi səbəbindən AlN asanlıqla emal oluna bilər. Lakin sinterləşdirmədən sonra onun büzülmə dərəcələri bu materialla sıx dözümlükləri qorumaqda çətinlik yarada bilər.

Yüksək mexaniki möhkəmlik

Alüminium nitritinin mükəmməl mexaniki möhkəmliyi var, bu da onu yarımkeçiricilər üçün keramika substratları yaratmaq üçün əla material edir. Hal-hazırda istifadə olunan ən möhkəm keramika materiallarından biri olan – həm silikon karbid, həm də alüminium oksidindən daha yüksək əyilmə möhkəmliyinə malik – və onun əla istilik keçiricilik xüsusiyyətləri sayəsində yüksək elektrik izolyasiya xüsusiyyətləri də təklif edir.

Alüminium nitridinin xüsusi xüsusiyyətlər kombinasiyası onu enerji və mikrosetronika tətbiqləri üçün ideal edir və BeO ilə işləməyin sağlamlıq riskləri səbəbindən elektronikanın bəzi sahələrində berillium oksidinə alternativ kimi istifadə olunur. Bundan əlavə, alüminium nitridinin termal genəlmə əmsalı həm alüminaya, həm də berillium oksidinə nisbətən xeyli aşağıdır, bu da onu aşağı temperaturlu tətbiqlər üçün uyğun edir.

Güc yarımkeçirici texnologiyasında son nailiyyətlər istiliyi səmərəli şəkildə yaymağa qadir alternativ materiallara artan tələbat yaradıb. Alüminium oksidi (Al2O3) və silikon nitrit (Si3N4) daxil olmaqla ənənəvi keramika substrat materialları bu baxımdan yetərsiz qaldığından, üstün istilik keçiriciliyinə malik AlGalN potensial namizəd kimi ortaya çıxıb.

Təəssüf ki, Alumina-dan AlGalN-ə keçid azot atmosferində geniş emal tələb edir və bəzi istehsalçılar üçün uzun çatdırılma müddəti deməkdir. Bu maneəni aradan qaldırmaq üçün bəzi şirkətlər bilet şəklində istehsal olunan, almaz alətlərdən istifadə etmədən emal edilə bilən və saf AlN-dən daha sərfəli emal oluna bilən AlN məhsulları hazırlayıblar. Bu emal oluna bilən məhsullar bir neçə təchizatçıdan əldə oluna bilər ki, bu da çatdırılma müddətlərini daha da azaldır.

Yüksək oksidləşmə müqaviməti

Alüminium nitidi (AlN) yüksək istilik keçiriciliyinə və əla elektrik izolyasiya xüsusiyyətlərinə malik alüminiumun bərk nitididir. Bundan əlavə, AlN-in oksidləşməyə, aşınmaya və korroziyaya qarşı müqaviməti onu alüminiumun əriməsi və gallium arsenid korroziyasından yaranan zərərlərdən qoruyur; üstəlik, o, zəhərli deyil.

Atmosfer plastik sərt mühitlərdə tətbiq üçün ideal materialdır, çünki yüksək temperaturlara və kimyəvi aşınmaya davam gətirir, bu da onu vibrasiya və gərginliyə qarşı müqavimət göstərərkən elektrik keçiriciliyi və UV şüalarına davamlı qalması baxımından mükəmməl edir. Bundan əlavə, yüksək gərginliklərə də dözə bilir və mexaniki möhkəmliyi onu vibrasiya və gərginliyə qarşı müqavimət göstərmək üçün uyğun edir. Nəhayət, elektrik keçiriciliyi və UV şüalarına davamlılığı bu plastikdən əla material yaradır.

Bu material standart emal alətləri ilə işlənə bilər, əla mexaniki möhkəmlik və emal oluna bilmə xüsusiyyətləri təklif edir. Bundan əlavə, aşağı sıxlığı onu yüngül komponentlər və aerokosmik alt sistemlər üçün uyğun edir, eyni zamanda FR-4 ümumi alüminium və ya mis tökülmüş PCB-lərdən daha davamlıdır.

Woollam dəyişkən bucaqlı spektroskopik ellipsometri (Lincoln, Nebraska, ABŞ) XPS zondundan istifadə etməklə müxtəlif film qalınlığına malik S1 və S4 AlN/Si nümunələrini xarakterizə etmək üçün tətbiq olunub; N 1s fotoelektron pik bağlanma enerjisi 396,2 eV olaraq ölçülmüşdür ki, bu da eksperimental məlumatlarla yaxşı üst-üstə düşür.

Tokuyama-nın Shapal Hi M Soft alüminium nitritli materialı üstün emal oluna bilmə və mexaniki möhkəmlik təmin edir; sərtliyi artırmaq üçün Bor Nitridi əlavə olunan unikal proseslə istehsal olunur – müxtəlif tətbiqlər üçün mükəmməldir.