Aïllament i resistència superiors – Solucions premium de nitrur d'alumini
El nitrur d'alumini (AlN), com a part dels nitrurs del grup III, compta amb propietats excepcionals, incloent-hi una conductivitat tèrmica superior, una resistència elèctrica, una baixa expansió tèrmica i la no toxicitat. L'AlN es pot produir mitjançant mètodes com la nitridació directa i la reducció carbotèrmica del metall d'alumini.
Els substrats ceràmics d'AlN de Valley Design proporcionen una dissipació ràpida de la calor i són una elecció de material ideal per a aplicacions d'electrònica híbrida, de potència i de RF/microones. Les seves superiors propietats de reforç dielèctric i d'aïllament fan dels substrats ceràmics d'AlN el material de referència.
Alta conductivitat tèrmica
El nitrur d'alumini ha experimentat una demanda enorme a causa dels avenços tecnològics en dispositius i equips electrònics, especialment gràcies a la seva superior conductivitat tèrmica, que permet una dissipació eficient de la calor dels components electrònics. A més, l'AlN protegeix aquests components de la corrosió provocada per entorns d'alta temperatura, alhora que ofereix una major aïllació elèctrica que el substrat ceràmic de BeO.
Amb la seva excel·lent estabilitat química, aquest material pot resistir condicions exigents com l'oxidació, la corrosió àcida i alcalina, les aplicacions a altes temperatures i les aplicacions de llum ultraviolada (UV) com l'optoelectrònica.
El nitrur d'alumini es diferencia del BeO en què és no tòxic i segur de manipular fins i tot en un entorn industrial, a més de poder-se metallitzar directament mitjançant DCB (Direct Copper Bonding), cosa que el fa especialment útil en electrònica de potència, aplicacions de RF/microones i el creixement epitaxial de dispositius semiconductors basats en nitrur de gal·li, com amplificadors de RF i LEDs.
Excel·lent aïllament elèctric
El nitrur d'alumini (AlNi) ofereix una alternativa respectuosa amb el medi ambient al diòxid de beril·li en aplicacions d'electrònica híbrida, de potència i de microones que requereixen un material de substrat electrica-ment aïllant i no tòxic. A més, el seu baix coeficient d'expansió tèrmica coincideix amb el de les obres de silici, cosa que permet la gestió de la calor i manté l'electrònica d'alta potència funcionant amb la màxima eficiència.
El nitrur d'alumini té un paper fonamental en l'optoelectrònica, ja que serveix de substrat per als LEDs de nitrur de gal·li (GaN), millorant el rendiment i la longevitat del dispositiu, mentre que les seves superiors propietats de gestió tèrmica el converteixen en un component vital en materials d'interfície tèrmica (TIMs) i altres capes d'aïllament.
El nitrur d'alumini es diferencia significativament de la majoria de materials ceràmics, com l'alumina reforçada amb zircònia (ZTA), en què pot suportar canvis ràpids de temperatura sense patir xoc tèrmic, mentre que la seva excel·lent resistència a l'abrasió el converteix en un material excel·lent per a superfícies resistents al desgast com sensors, coixinets i peces de màquines-eina. A més, la seva excel·lent conductivitat tèrmica proporciona una via eficient perquè la calor es dissipi ràpidament en aquests entorns exigents, alhora que millora les propietats tribològiques, unes propietats essencials en equips dissenyats per operar amb èxit en aquests entorns exigents.
Baixa dilatació tèrmica
El nitrur d'alumini presenta un coeficient de dilatació tèrmica (CTE) excepcionalment baix, cosa que significa que els canvis de temperatura no el fan expandir ni contraure de manera significativa, cosa que el converteix en un material de substrat ideal per a aplicacions d'electrònica d'alta velocitat i il·luminació LED on cal minimitzar la generació de calor i les pèrdues de potència.
El nitrur d'alumini és un aïllant elèctric excepcional, que ofereix protecció contra el flux de corrent i la fugida d'energia. Per tant, el nitrur d'alumini és una opció de material atractiva per a substrats electrònics, aïlladors i components que han de ser compatibles amb LEDs basats en nitrur de gal·li.
L'AIN és un material ceràmic no tòxic ideal per a moltes aplicacions d'alta tecnologia verda, com ara la tracció (trens i sistemes de metro), la generació d'energia (energia eòlica i hidroelèctrica), els vehicles elèctrics híbrids, on l'electricitat generada durant la frenada es recupera per a la generació d'energia, així com dispositius de gestió tèrmica com cintes de nitrur d'alumini metal·litzat amb coure o estructures de dispositius 3D en forma de reixeta per satisfer les creixents demandes de gestió tèrmica. Surmet està desenvolupant nous productes de nitrur d'alumini per fer front a aquestes creixents demandes de gestió tèrmica en aquestes aplicacions.
Excel·lent resistència a la corrosió
El nitrur d'alumini és altament resistent a la corrosió i apte per a entorns durs on altres materials no ho són. Resisteix l'atac químic de la majoria d'àcids i bases, alhora que presenta una temperatura de transició vítria extremadament alta i una gran resistència a l'abrasió. A més, el nitrur d'alumini és no tòxic i biocompatible, cosa que el fa apte per a dispositius mèdics.
El recobriment de nitrur d'alumini es pot aplicar a diversos substrats, com ara el carbur de tungstè o l'acer inoxidable, per proporcionar propietats anticorrosió i de resistència al desgast, i s'ha dipositat amb èxit en components com sensors d'ones acústiques, coixinets i peces per a màquines-eina.
La ceràmica de nitrur d'alumini té una conductivitat tèrmica excepcionalment alta de 170 W/mK, la més alta entre els materials ceràmics de Valley. A causa de les seves propietats d'aïllament elèctric i dielèctriques, aquest material és una opció excel·lent per a plaques de circuit imprès; a més, la seva baixa expansió tèrmica permet als dissenyadors de mòduls d'alta potència utilitzar la ceràmica de nitrur d'alumini juntament amb components de silici en la fabricació de mòduls.
Gràcies a les seves propietats tribològiques superiors, els recobriments a base d'alúmina s'utilitzen àmpliament en diverses aplicacions industrials com ara eines de mecanitzat, fulles de tall i filtres òptics. A més, aquest material base serveix de columna vertebral per a la microelectrònica i les tecnologies d'il·luminació LED.
Alta resistència
L'alta resistència del nitrur d'alumini el converteix en un material aïllant excel·lent per a aplicacions electròniques que requereixen propietats mecàniques superiors, com en entorns automobilístics o aeroespacials amb nivells elevats de vibració. Gràcies a la seva baixa expansió tèrmica i a la seva resistència elèctrica, la calor es dissipa ràpidament de les plaques de circuit de nitrur d'alumini perquè no s'escalfin en excés i no provoquin el mal funcionament dels components interns, cosa especialment útil en entorns vibratoris com els concessionaris d'automòbils o els entorns aeroespacials.
La conductivitat tèrmica de fins a 170 W/mK a temperatura ambient i les propietats dielèctriques fan que els substrats d'òxid de beril·li (BeO) siguin alternatives ideals en moltes aplicacions de semiconductors, mentre que la seva naturalesa no tòxica permet el mecanitzat sense risc ni màscares de protecció que normalment serien necessàries quan es treballa amb substrats d'òxid de beril·li.
El micro-polvor i els granuls de Tokuyama, amb nivells d'impureses extremadament baixos, combinats amb tècniques de fabricació úniques per a la reducció de nitrurs, ajuden a produir cossos sinteritzats amb propietats físiques excepcionals, incloent-hi una gran resistència mecànica, una àmplia gamma d'opcions d'acabat superficial i toleràncies, i una alta conductivitat tèrmica.