{"id":79,"date":"2026-10-25T21:16:01","date_gmt":"2026-10-25T13:16:01","guid":{"rendered":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/?p=79"},"modified":"2026-10-25T21:16:01","modified_gmt":"2026-10-25T13:16:01","slug":"warum-aluminiumnitrid-gehause-nach-einwirkung-von-feuchtigkeit-ihre-warmeableitungsfahigkeit-verlieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/warum-aluminiumnitrid-gehause-nach-einwirkung-von-feuchtigkeit-ihre-warmeableitungsfahigkeit-verlieren\/","title":{"rendered":"Warum Aluminiumnitrid-Geh\u00e4use nach Einwirkung von Feuchtigkeit ihre W\u00e4rmeableitf\u00e4higkeit verlieren"},"content":{"rendered":"<p dir=\"auto\"><strong>Warum Aluminiumnitrid-Geh\u00e4use nach Einwirkung von Feuchtigkeit ihre W\u00e4rmeableitf\u00e4higkeit verlieren<\/strong><\/p>\n<p dir=\"auto\">Nach zw\u00f6lf Jahren Erfahrung mit Aluminiumnitrid-Substraten in Leistungs- und HF-Geh\u00e4usen stellt ein anhaltendes Problem den allm\u00e4hlichen Anstieg des gemessenen thermischen Widerstands dar, nachdem die Bauelemente in feuchten Umgebungen gelagert oder betrieben wurden. Dieser Anstieg l\u00e4sst sich nicht allein durch L\u00f6tmittelerm\u00fcdung oder den Kontakt zum K\u00fchlk\u00f6rper erkl\u00e4ren. Aluminiumnitrid reagiert mit Feuchtigkeit, und die Reaktionsprodukte k\u00f6nnen den thermischen Grenzfl\u00e4chenwiderstand an freien Oberfl\u00e4chen und an Grenzfl\u00e4chen erh\u00f6hen, selbst wenn die Volumeleitf\u00e4higkeit der Keramik hoch bleibt.<\/p>\n<p dir=\"auto\"><!--more--><\/p>\n<p dir=\"auto\">Dichtes AlN ist relativ stabil, doch verbleibende offene Porosit\u00e4t oder unvollst\u00e4ndig gesinterte Korngrenzen erm\u00f6glichen es Wasserdampf, reaktive Oberfl\u00e4chen zu erreichen. Bei der Reaktion entstehen Aluminiumhydroxide und Ammoniak; die Hydroxidschicht ist ein schlechter W\u00e4rmeleiter und kann zudem die Haftung einer nachfolgenden Metallisierung beeintr\u00e4chtigen. Auf Pulver oder Materialien mit geringer Dichte verl\u00e4uft die Reaktion schnell. Auf vollst\u00e4ndig dichten Substraten verl\u00e4uft der Prozess langsamer und lokal begrenzt, ist jedoch auch nach wochenlanger Einwirkung einer relativen Luftfeuchtigkeit von \u00fcber 60 % noch messbar. Da sich der thermische Widerstand einer Baugruppe aus der Summe der Volumeleitungs- und Grenzfl\u00e4chenwiderst\u00e4nde ergibt, kann bereits eine d\u00fcnne Reaktionsschicht von wenigen Mikrometern bei hohem W\u00e4rmefluss zu einem Anstieg von mehreren Zehntel Grad pro Watt f\u00fchren.<\/p>\n<p dir=\"auto\">In einem kontrollierten Belastungsversuch wurden 0,5 mm dicke AlN-Substrate mit einer gemessenen Volumeleitf\u00e4higkeit von 185 W\/m\u00b7K metallisiert und zu Leistungsmodulen zusammengebaut. Die H\u00e4lfte der Module wurde 500 Stunden lang bei 85 \u00b0C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 % gelagert; die andere H\u00e4lfte wurde bei derselben Temperatur in trockenem Stickstoff aufbewahrt. Nach der Lagerung stieg der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht und Geh\u00e4use unter einer Last von 40 W bei den feucht gelagerten Modulen um 0,18 \u00b0C\/W an, w\u00e4hrend er bei den trocken gelagerten Modulen unver\u00e4ndert blieb. Querschnitte zeigten bei den feucht gelagerten Proben eine diskontinuierliche Oberfl\u00e4chenschicht mit einer Dicke von etwa 2\u20134 \u00b5m. Laser-Flash-Messungen an entsprechenden, nicht metallisierten Rohlingen best\u00e4tigten, dass die Volumeleitf\u00e4higkeit unver\u00e4ndert blieb, wodurch der zus\u00e4tzliche Widerstand auf die Oberfl\u00e4chenreaktionsprodukte zur\u00fcckgef\u00fchrt werden konnte. Module, die auf eine h\u00f6here Dichte gesintert worden waren (offene Porosit\u00e4t unter 0,2 %), wiesen bei gleicher Feuchtebelastung etwa die H\u00e4lfte des Widerstandsanstiegs auf.<\/p>\n<p dir=\"auto\">Die praktischen Ma\u00dfnahmen sind daher Verdichtung und Oberfl\u00e4chenschutz. Die Restporosit\u00e4t muss so gering sein, dass Feuchtigkeit nicht ins Korninnere gelangen kann; eine d\u00fcnne, durchgehende Schutzschicht oder Metallisierung, die freie Oberfl\u00e4chen vollst\u00e4ndig bedeckt, schr\u00e4nkt die Reaktion zus\u00e4tzlich ein. F\u00fcr die Feuchtigkeitsempfindlichkeit bei der Hydrolyse von Aluminiumnitrid sind die relevanten Prozessvariablen die Sinterdichte, die verbleibende offene Porosit\u00e4t und die Unversehrtheit einer eventuell nachtr\u00e4glich aufgebrachten Beschichtung. Die Zuverl\u00e4ssigkeit von AlN-Substraten bei Temperaturwechselbeanspruchung unter feuchten Bedingungen wird durch die Messung des thermischen Widerstands der Baugruppe vor und nach einer beschleunigten Feuchtigkeitsbelastung best\u00e4tigt und nicht allein durch die Volumeleitf\u00e4higkeit. Steigt der thermische Widerstand nach der Lagerung oder dem Einsatz in feuchter Luft an, ist das entscheidende Anzeichen ein Anstieg des Grenzfl\u00e4chenwiderstands bei unver\u00e4nderter Volumeleitf\u00e4higkeit. Das Erreichen einer nahezu vollen Dichte und der Schutz freier Oberfl\u00e4chen \u2013 wie durch den geringeren Widerstandsanstieg bei den Substraten mit h\u00f6herer Dichte im 85 \u00b0C \/ 85 % RH-Test gezeigt \u2013 begrenzt die feuchtigkeitsbedingte Verschlechterung und bewahrt die W\u00e4rmeverteilungsleistung von Aluminiumnitrid.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Why Aluminium Nitride Packages Lose Heat-Spreading Ability After Humid Exposure After twelve years working with aluminium nitride substrates in power [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-79","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-products-related"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=79"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":82,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79\/revisions\/82"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=79"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=79"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminiumnitride.com\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=79"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}