Kiváló szigetelés és szilárdság - prémium alumínium-nitrid megoldások

Az alumínium-nitrid (AlN) a III. nitridcsoport részeként kivételes tulajdonságokkal büszkélkedhet, beleértve a kiváló hővezető képességet, az elektromos ellenállást, az alacsony hőtágulást és a nem toxicitást. Az AlN olyan módszerekkel állítható elő, mint az alumíniumfém közvetlen nitridálása és karbotermikus redukciója.

A Valley Design AlN kerámia szubsztrátjai gyors hőelvezetést biztosítanak, és ideális anyagválasztás hibrid, teljesítmény és RF/ mikrohullámú elektronikai alkalmazásokhoz. Kiváló dielektromos erősítő tulajdonságaik és szigetelési tulajdonságaik az AlN kerámia szubsztrátokat a legmegfelelőbb anyaggá teszik.

Magas hővezető képesség

Az alumínium-nitridre óriási kereslet mutatkozik az elektronikus eszközök és berendezések technológiai fejlődésének köszönhetően, különösen kiváló hővezető képessége miatt, amely lehetővé teszi az elektronikus alkatrészek hatékony hőelvezetését. Továbbá az AlN megvédi ezeket az alkatrészeket a magas hőmérsékletű környezet okozta korróziótól, miközben nagyobb elektromos szigetelést biztosít, mint a BeO kerámia szubsztrát.

Kiváló kémiai stabilitásának köszönhetően ez az anyag ellenáll az olyan kemény körülményeknek, mint az oxidáció, a savas és lúgos korrózió, a magas hőmérsékletű alkalmazások és az ultraibolya (UV) fény alkalmazásai, például az optoelektronika.

Az alumínium-nitrid abban különbözik a BeO-tól, hogy nem mérgező és még ipari környezetben is biztonságosan kezelhető, valamint hogy közvetlenül DCB (Direct Copper Bonding) segítségével fémezhető, ami különösen hasznos a teljesítményelektronikában, az RF/ mikrohullámú alkalmazásokban, a gallium-nitrid alapú félvezető eszközök, például RF erősítők és LED-ek epitaxiális növesztésében.

Kiváló elektromos szigetelés

Az alumínium-nitrid (AlNi) környezetbarát alternatívát kínál a berillium-oxiddal szemben a hibrid, teljesítmény- és mikrohullámú elektronikai alkalmazásokban, amelyekhez elektromosan szigetelő, nem mérgező hordozóanyagra van szükség. Továbbá, alacsony hőtágulási profilja megegyezik a szilíciumszelet-anyagokéval, ami lehetővé teszi a hőkezelést, miközben a nagy teljesítményű elektronika a legnagyobb teljesítményű hatékonysággal működik.

Az alumínium-nitrid szerves szerepet játszik az optoelektronikában, mivel a gallium-nitrid (GaN) LED-ek szubsztrátjaként szolgál, javítva az eszközök teljesítményét és élettartamát, míg kiváló hőkezelési tulajdonságai miatt a termikus határfelületi anyagok (TIM-ek) és más szigetelőrétegek létfontosságú összetevője.

Az alumínium-nitrid abban különbözik jelentősen a legtöbb kerámiaanyagtól, például a cirkónium-dioxiddal edzett alumínium-oxidtól (ZTA), hogy képes ellenállni a gyors hőmérséklet-változásoknak anélkül, hogy hősokkot szenvedne, míg kiváló kopásállósága miatt kiváló anyag a kopásálló felületeken, például érzékelők, csapágyak és szerszámgépek alkatrészei esetében. Továbbá kiváló hővezető képessége hatékony utat biztosít a hő gyors elvezetéséhez ezekben a zord környezetekben, miközben javítja a tribológiai tulajdonságokat - alapvető tulajdonságokat az ilyen zord környezetekben való sikeres működésre tervezett berendezésekben.

Alacsony hőtágulás

Az alumínium-nitrid kivételesen alacsony hőtágulási együtthatóval (CTE) büszkélkedhet, ami azt jelenti, hogy a hőmérséklet-változások nem okoznak jelentős tágulást vagy összehúzódást, így ideális hordozóanyag a nagy sebességű elektronikai és LED-es világítási alkalmazásokhoz, ahol a hőtermelés és az energiaveszteséget minimalizálni kell.

Az alumínium-nitrid kiváló elektromos szigetelő, amely védelmet nyújt az áramáramlás és az energiaszivárgás ellen. Így az alumínium-nitrid vonzó anyagválasztás olyan elektronikus szubsztrátokhoz, szigetelőkhöz és alkatrészekhez, amelyeknek kompatibilisnek kell lenniük a gallium-nitrid alapú LED-ekkel.

Az AIN ideális nem mérgező kerámiaanyag számos nagy teljesítményű zöldtechnológiai alkalmazáshoz, beleértve a vontatási (vonatok és metrórendszerek), energiatermelés (szélenergia és vízenergia), hibrid elektromos járművek, ahol a fékezés során keletkező villamos energiát visszanyerik az energiatermelésbe, valamint hőkezelő eszközök, például rézzel fémezett alumínium-nitrid szalagok vagy háló alakú 3D-s eszközszerkezetek, amelyek megfelelnek a növekvő hőkezelési igényeknek. A Surmet új alumínium-nitrid termékeket fejleszt, hogy megfeleljen ezeknek a növekvő hőkezelési igényeknek ezekben az alkalmazásokban.

Kiváló korrózióállóság

Az alumínium-nitrid rendkívül korrózióálló, és olyan zord környezetekben is alkalmazható, ahol más anyagok nem. Ellenáll a legtöbb sav és bázis kémiai támadásának, miközben rendkívül magas üvegesedési hőmérséklettel és kopásállósággal büszkélkedhet. Ezenkívül az alumínium-nitrid nem mérgező és biokompatibilis, így alkalmas orvosi eszközökhöz.

Az alumínium-nitrid bevonat különböző szubsztrátokra, például volfrámkarbidra vagy rozsdamentes acélra alkalmazható korrózió- és kopásgátló tulajdonságok biztosítása érdekében, és már sikeresen alkalmazták olyan alkatrészeken, mint például akusztikus hullámérzékelők, csapágyak és szerszámgépek alkatrészei.

Az alumínium-nitrid kerámia kivételesen magas, 170 W/mk hővezető képességgel rendelkezik, ami a legmagasabb a Valley kerámiaanyagok között. Elektromos szigetelési és dielektromos tulajdonságai miatt ez az anyag kiváló választás nyomtatott áramköri lapokhoz; emellett alacsony hőtágulása lehetővé teszi, hogy a nagy teljesítményű modulok tervezői szilíciumkomponensek mellett alumínium-nitrid-kerámiát is használjanak a modulok építése során.

Kiváló tribológiai tulajdonságai alapján az alumínium-oxid alapú bevonatokat széles körben használják különböző ipari alkalmazásokban, például megmunkáló szerszámokban, vágópengékben és optikai szűrőkben. Továbbá ez az alapanyag szolgál a mikroelektronika és a LED világítástechnológiák gerinceként.

Nagy szilárdság

Az alumínium-nitrid nagy szilárdsága miatt kiváló szigetelőanyag olyan elektronikai alkalmazásokban, amelyek kiváló mechanikai tulajdonságokat igényelnek, például autóipari vagy repülőgépipari környezetben, ahol a rezgésszint magas. Alacsony hőtágulási és elektromos ellenállási tulajdonságainak köszönhetően a hő gyorsan elvezethető az alumínium-nitrid áramköri lapokról, így azok nem melegednek túl, ami a bennük lévő alkatrészek meghibásodását okozná - ez különösen hasznos olyan vibrációs környezetben, mint az autógyártók autókereskedései vagy a repülőgépipar.

A szobahőmérsékleten akár 170 W/mK hővezető képesség és a dielektromos tulajdonságok a berillium-oxid (beO) hordozóanyagokat ideális alternatívává teszik számos félvezető alkalmazásban, míg a nem mérgező jellege lehetővé teszi a megmunkálást kockázat és védőmaszkok nélkül, amelyek általában szükségesek a beO hordozóanyagokkal való munka során.

A Tokuyama rendkívül alacsony szennyezőanyag-tartalommal rendelkező mikroporai és szemcséi, valamint a nitridek csökkentésére szolgáló egyedi gyártási technikák segítségével kivételes fizikai tulajdonságokkal rendelkező szinterezett testek állíthatók elő, beleértve az erős mechanikai szilárdságot, a különböző felületi megmunkálási lehetőségeket és tűréseket, valamint a magas hővezető képességet.