Isolation et résistance supérieures - Solutions de nitrure d'aluminium de première qualité
Le nitrure d'aluminium (AlN), qui fait partie des nitrures du groupe III, possède des propriétés exceptionnelles, notamment une conductivité thermique supérieure, une résistance électrique, une faible dilatation thermique et une absence de toxicité. L'AlN peut être produit par des méthodes telles que la nitruration directe et la réduction carbothermique de l'aluminium métal.
Les substrats céramiques AlN de Valley Design assurent une dissipation rapide de la chaleur et constituent un choix idéal pour les applications électroniques hybrides, de puissance et RF/hyperfréquences. Leurs propriétés supérieures de renforcement diélectrique et d'isolation font des substrats céramiques AlN un matériau de choix.
Conductivité thermique élevée
Le nitrure d'aluminium a fait l'objet d'une demande considérable en raison des progrès technologiques réalisés dans le domaine des appareils et équipements électroniques, notamment en raison de sa conductivité thermique supérieure qui permet une dissipation efficace de la chaleur des composants électroniques. En outre, l'AlN protège ces composants de la corrosion causée par les environnements à haute température tout en offrant une meilleure isolation électrique que le substrat céramique BeO.
Grâce à son excellente stabilité chimique, ce matériau peut résister à des conditions difficiles telles que l'oxydation, la corrosion acide et alcaline, les applications à haute température et les applications de lumière ultraviolette (UV) telles que l'optoélectronique.
Le nitrure d'aluminium diffère du BeO en ce qu'il est non toxique et sûr à manipuler, même dans un cadre industriel, et qu'il peut être métallisé directement par DCB (Direct Copper Bonding), ce qui le rend particulièrement utile dans l'électronique de puissance, les applications RF/micro-ondes, la croissance épitaxiale de dispositifs semi-conducteurs à base de nitrure de gallium, tels que les amplificateurs RF et les DEL.
Excellente isolation électrique
Le nitrure d'aluminium (AlNi) constitue une alternative écologique à l'oxyde de béryllium dans les applications électroniques hybrides, de puissance et à micro-ondes qui nécessitent un matériau de substrat non toxique et électriquement isolant. En outre, son faible profil d'expansion thermique correspond à celui des matériaux des plaquettes de silicium, ce qui permet de gérer la chaleur tout en maintenant l'électronique de grande puissance à un niveau d'efficacité maximal.
Le nitrure d'aluminium fait partie intégrante de l'optoélectronique, car il sert de substrat aux DEL en nitrure de gallium (GaN), améliorant ainsi les performances et la longévité des dispositifs, tandis que ses propriétés supérieures de gestion thermique en font un composant essentiel des matériaux d'interface thermique (TIM) et d'autres couches d'isolation.
Le nitrure d'aluminium diffère considérablement de la plupart des matériaux céramiques tels que l'alumine trempée à la zircone (ZTA) en ce sens qu'il peut supporter des changements de température rapides sans subir de choc thermique, tandis que son excellente résistance à l'abrasion en fait un excellent matériau à utiliser sur les surfaces résistantes à l'usure telles que les capteurs, les roulements et les pièces de machines-outils. En outre, son excellente conductivité thermique permet à la chaleur de se dissiper rapidement dans ces environnements difficiles tout en améliorant les propriétés tribologiques, propriétés essentielles pour les équipements conçus pour fonctionner avec succès dans ces environnements difficiles.
Faible dilatation thermique
Le nitrure d'aluminium possède un coefficient de dilatation thermique (CTE) exceptionnellement bas, ce qui signifie que les changements de température n'entraînent pas de dilatation ou de contraction significative, ce qui en fait un matériau de substrat idéal pour l'électronique à grande vitesse et les applications d'éclairage par LED où la génération de chaleur et la perte de puissance doivent être réduites au minimum.
Le nitrure d'aluminium est un isolant électrique remarquable, qui offre une protection contre le flux de courant et les fuites d'énergie. En tant que tel, le nitrure d'aluminium constitue un choix de matériau intéressant pour les substrats électroniques, les isolants et les composants qui doivent être compatibles avec les DEL à base de nitrure de gallium.
L'AIN est un matériau céramique non toxique idéal pour de nombreuses applications Green Tech de haute performance, y compris la traction (trains et systèmes de métro), la production d'énergie (éolienne et hydroélectrique), les véhicules électriques hybrides où l'électricité générée pendant le freinage est récupérée pour la production d'énergie, ainsi que les dispositifs de gestion thermique tels que les rubans de nitrure d'aluminium métallisé au cuivre ou les structures de dispositifs 3D en forme de filet pour répondre aux demandes croissantes en matière de gestion thermique. Surmet développe de nouveaux produits à base de nitrure d'aluminium pour répondre à ces demandes croissantes de gestion thermique dans ces applications.
Excellente résistance à la corrosion
Le nitrure d'aluminium est très résistant à la corrosion et convient aux environnements difficiles dans lesquels d'autres matériaux ne peuvent pas être utilisés. Il résiste aux attaques chimiques de la plupart des acides et des bases, tout en présentant une température de transition vitreuse extrêmement élevée et une résistance à l'abrasion. En outre, le nitrure d'aluminium est non toxique et biocompatible, ce qui le rend adapté aux dispositifs médicaux.
Le revêtement de nitrure d'aluminium peut être appliqué sur divers substrats tels que le carbure de tungstène ou l'acier inoxydable afin de lui conférer des propriétés anticorrosion et anti-usure. Il a été déposé avec succès sur des composants tels que des capteurs d'ondes acoustiques, des roulements et des pièces de machines-outils.
La céramique de nitrure d'aluminium a une conductivité thermique exceptionnellement élevée de 170 W/mk, la plus élevée parmi les matériaux céramiques de Valley. En raison de ses propriétés diélectriques et d'isolation électrique, ce matériau constitue un excellent choix pour les cartes de circuits imprimés ; en outre, sa faible dilatation thermique permet aux concepteurs de modules de haute puissance d'utiliser la céramique de nitrure d'aluminium avec des composants en silicium lors de la construction des modules.
Grâce à leurs propriétés tribologiques supérieures, les revêtements à base d'alumine sont largement utilisés dans diverses applications industrielles telles que les outils d'usinage, les lames de coupe et les filtres optiques. En outre, ce matériau de base sert d'épine dorsale aux technologies de la microélectronique et de l'éclairage LED.
Haute résistance
La grande résistance du nitrure d'aluminium en fait un excellent matériau isolant à utiliser dans les applications électroniques qui exigent des propriétés mécaniques supérieures, comme dans les environnements automobiles ou aérospatiaux où les niveaux de vibration sont élevés. Grâce à ses propriétés de faible dilatation thermique et de résistance électrique, la chaleur se dissipe rapidement des cartes de circuits imprimés en nitrure d'aluminium, de sorte qu'elles ne surchauffent pas et ne provoquent pas de dysfonctionnement des composants qu'elles contiennent - ce qui est particulièrement utile dans les environnements soumis à des vibrations tels que les concessions automobiles des constructeurs ou les environnements aérospatiaux.
La conductivité thermique, qui peut atteindre 170 W/mK à température ambiante, et les propriétés diélectriques font des substrats en oxyde de béryllium (beO) des alternatives idéales pour de nombreuses applications dans le domaine des semi-conducteurs, tandis que leur nature non toxique permet de les usiner sans risque ni masque de protection, ce qui serait normalement nécessaire pour travailler avec des substrats en beO.
Les micro-poudres et granulés de Tokuyama, qui présentent des niveaux d'impureté extrêmement bas, combinés à des techniques de fabrication uniques pour la réduction des nitrures, permettent de produire des corps frittés aux propriétés physiques exceptionnelles, notamment une forte résistance mécanique, un éventail d'options de finition de surface et de tolérances, ainsi qu'une conductivité thermique élevée.