Alúmíníumnítríð og alúmíníumnítríð

Alúmínítríð (AlN) er kjörinn efni til notkunar í varmatengdum forritum. Með háa varmaleiðni, góða einangrunareiginleika og lágan varmþenslukoeffísient er AlN aðlaðandi val sem öruggur valkostur við berýlóxíð í hálfleiðaiðnaði og auðvelt í fræsu.

AlN má fræsa í grænu, kexi- eða fullsínerta ástandi. Hins vegar krefst fullsínerta efnið aukatíma og sérfræðiþekkingar til að uppfylla ströng fráviksmörk.

Hár varmaleiðni

Frábær varmaleiðni álnítríðs gerir það að kjörnu efni til varmadreifingar í rafeindatækjum. Nútíma rafeindatæki framleiða mikið magn hita sem þarf að dreifa hratt; einangrunareiginleikar álnítríðs tryggja að ofhitnun eigi sér ekki stað, sem eykur áreiðanleika með tímanum og lengir líftíma íhluta.

AlN hefur eðlismassa 3,26 g/cm3 og afar háan varmaleiðni, 170 W/(m·K), sem er meira en fimm sinnum meiri en hjá álóxíði og nálgast varmaleiðni beryllíum. Því miður getur súrefnisóhreinindi í upphafsefnadufti dregið úr varmaleiðni AlN við brennslu.

Til að bæta varmaleiðni er duftið blandað við sinterunarhjálparefni eins og CaO og Y2O3. Kornin eru síðan malin niður í afar fínan kornastærðardreifingu með háframmistöðumölvun, sem gerir kleift að búa til þéttari keramíska uppbyggingu. Þetta skapar þéttar keramíska uppbyggingar með framúrskarandi varmaleiðni.

Álnítríð býr yfir framúrskarandi varmaleiðni- og rafeinangrunareiginleikum sem gera það að frábæru efni fyrir MEMS-forrit, þar á meðal há tíðnifiltra, orkuupptökutæki og ómtíðniskiptara. Enn fremur gerir vítt bannsbil þess, samrýmanleiki við viðbótarmálm-oxíð-hálfleiðara (CMOS)-tækni og framúrskarandi piezoelektrískir eiginleikar efnið hentugt fyrir mörg MEMS-tæki, svo sem há tíðnifiltra, orkuupptökutæki og ómtíðniskiptara. Auk þess gera vélrænir eiginleikar þess auðvelt að móta það.

Hár rafeinangrun

Alúminíumnitríð er eiturefnalaust keramísk efni með framúrskarandi varmaleiðni, rafeinangrun og litla þenslu – fullkomið fyrir stórar samþættar rafeindahringrásir til varmaleiðni og í umbúðaumsóknir. Auk þess þolir þetta eiturefnalaust efni plasmaeyðingu og efnafræðilega tæringu og er auðvelt að málmklæða, húða, lóð eða lóðsetja á sinn stað – auk þess veita Al–N-bindin einstaka viðnám gegn tæringu, oxun og þreytufari.

Keramík hefur hærri varmaleiðni og þéttleika en álúmíníumoxíð- og berýlíóxíðútgáfur sínar, auk þess sem það hefur lægri þenslubráðvísi en álúmíníumoxíð við hærri hitastig og betri viðnám gegn plasmaeyðingu en flest málm.

Alúminíumnitríð sker sig úr sem aðlaðandi kostur í rafeindanotkun vegna lítillar varmastrekkingar og framúrskarandi rafeindeinangrunareiginleika, sem býður upp á valkost við berýlían í vissum tilvikum. Minni þéttleiki og rafeindareiginleikar gera alúminíumnitríð sérstaklega hentugt efni fyrir íhluti sem krefjast þröngra þolmarka, svo sem útvarpstíðnihluta.

Alúminíumnítríð (AlN) er aðlaðandi efni fyrir örrafravélræna kerfi (MEMS), svo sem há tíðnifiltra og orkuupptökutæki, með breiðum bannbeltum og pízórafleiðueiginleikum sem samræmast viðbótarmálm-oxíð-hálfleiðartækni (CMOS). Enn fremur er AlN auðvelt að vinna úr vegna lágs bræðslustigs. Hins vegar getur samdráttur þess eftir steikinguna reynst krefjandi við að viðhalda þröngum þolviðmiðum með þessu efni.

Hár vélrænn styrkur

Alúminíumnitríð býr yfir framúrskarandi vélrænni styrk, sem gerir það að frábæru efni til að búa til keramíska undirlagið fyrir hálfleiðara. Sem eitt af sterkustu keramísku efnum sem notuð eru í dag – með meiri beygjustyrk en bæði kísilkarbíð og alúminíóxíð – og vegna framúrskarandi varmaleiðni býður það einnig upp á frábæra rafeinangrun.

Einstaka samsetning eiginleika álnítríðs gerir það kjörinn kost fyrir afl- og örrafræði, og það er oft notað sem valkostur við berýlóxíð í rafeindatækni vegna heilsufarsáhættu sem tengist meðhöndlun BeO. Ennfremur hefur álnítríð mun lægri varmastrekkjastuðul en bæði álóxíð og berýlóxíð, sem gerir það vel hentugt fyrir notkun sem krefst rekstrar við lágan hita.

Nýleg framfarir í máttarskiptitækni hafa skapað aukna þörf fyrir valfrjáls efni sem geta dregið úr hita á skilvirkan hátt. Hefðbundin keramikundirlagsmál, þar á meðal álóxíð (Al2O3) og kísilnítríð (Si3N4), hafa reynst ófullnægjandi í þessu tilliti, svo AlGalN hefur komið fram sem mögulegur kostur vegna framúrskarandi varmaleiðni.

Því miður krefst skiptingin úr alumínóxíði yfir í AlGalN umfangsmikillar vélunar í köfnunarefnislofti með löngum afhendingartímum hjá sumum framleiðendum. Til að yfirstíga þetta hindrun hafa sum fyrirtæki þróað vélvænan AlN-vörur framleiddar sem billet-stykki sem hægt er að vinna án demantsverkfæra og sem eru hagkvæmari en hreinn AlN. Þessar vélvænu vörur fást einnig hjá mörgum birgjum sem stytta afhendingartímann enn frekar.

Mikil oxunarþol

Alúminíumnítríð (AlN) er fast nítríð úr alúminíumi með háa varmaleiðni og framúrskarandi rafeinangrunareiginleika. Auk þess verndar viðnám AlN gegn oxun, sliti og tæringu það gegn skemmdum af bræðslu alúminíums sem og tæringu gallíumarseníðs; auk þess er það eiturefnalaus.

Atmospheric plastic er kjörinn efni fyrir notkun í hörðum umhverfum þar sem það þolir háan hita og efnafræðilega slitskemmdir, sem gerir það að fullkomnu efni til að þola titring og álag á meðan það er rafleiðandi og þolir UV-geislun. Enn fremur þolir það há spennu, og vélræn styrkur þess gerir það hentugt til að standast titring og álag. Að lokum gera rafleiðni og UV-þol þetta plast að frábæru efni.

Þetta efni má fræsa með hefðbundnum fræsibúnaði og býður upp á framúrskarandi vélræna styrk og fræsivænleika. Ennfremur gerir lágt þéttleiki þess hentugt fyrir léttan búnað og geim- og loftferðarkerfi, auk þess sem það er endingargott en FR-4 almennar ál- eða koparsteyptrar PCB-plötur.

Woollam Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer (Lincoln, NE, Bandaríkjunum) var notað til að einkenna S1- og S4-AlN/Si-sýni með mismunandi filmuþykkt með XPS-prófi, þar sem bundna orka N 1s-ljóseðlahrófsins mældist 396,2 eV, sem samræmist vel tilraunagögnum.

Shapal Hi M Soft-álnítríðefnið frá Tokuyama býður upp á framúrskarandi vinnanleika og vélræna styrk, framleitt með einstöku ferli sem bætir við bórnítríð til að auka hörku – fullkomið fyrir fjölbreytt notkunarsvið.