Isolamento e resistenza superiori - Soluzioni premium al nitruro di alluminio
Il nitruro di alluminio (AlN), che fa parte del gruppo III dei nitruri, vanta proprietà eccezionali, tra cui conducibilità termica superiore, resistenza elettrica, bassa espansione termica e atossicità. L'AlN può essere prodotto con metodi quali la nitrurazione diretta e la riduzione carbotermica dell'alluminio metallico.
I substrati ceramici AlN di Valley Design garantiscono una rapida dissipazione del calore e sono la scelta ideale per le applicazioni di elettronica ibrida, di potenza e RF/Microonde. Le loro proprietà superiori di rafforzamento dielettrico e di isolamento rendono i substrati ceramici AlN il materiale ideale.
Alta conducibilità termica
Il nitruro di alluminio ha registrato un'enorme domanda a causa dei progressi tecnologici nei dispositivi e nelle apparecchiature elettroniche, in particolare per la sua superiore conducibilità termica che consente un'efficiente dissipazione del calore dai componenti elettronici. Inoltre, l'AlN protegge questi componenti dalla corrosione causata da ambienti ad alta temperatura e fornisce un maggiore isolamento elettrico rispetto al substrato ceramico BeO.
Grazie all'eccellente stabilità chimica, questo materiale è in grado di resistere a condizioni difficili come l'ossidazione, la corrosione da acidi e alcali, le applicazioni ad alta temperatura e le applicazioni con luce ultravioletta (UV) come l'optoelettronica.
Il nitruro di alluminio si differenzia dal BeO per essere atossico e sicuro da maneggiare anche in ambito industriale, oltre a poter essere metallizzato direttamente tramite DCB (Direct Copper Bonding), il che lo rende particolarmente utile nell'elettronica di potenza, nelle applicazioni RF/ microonde, nella crescita epitassiale di dispositivi semiconduttori a base di nitruro di gallio come amplificatori RF e LED.
Eccellente isolamento elettrico
Il nitruro di alluminio (AlNi) rappresenta un'alternativa ecologica all'ossido di berillio nelle applicazioni di elettronica ibrida, di potenza e a microonde che richiedono un materiale di substrato elettricamente isolante e non tossico. Inoltre, il suo profilo di bassa espansione termica corrisponde a quello dei materiali dei wafer di silicio, consentendo di gestire il calore e di mantenere l'elettronica ad alta potenza al massimo dell'efficienza.
Il nitruro di alluminio ha un ruolo fondamentale nell'optoelettronica, in quanto funge da substrato per i LED al nitruro di gallio (GaN), migliorando le prestazioni e la longevità dei dispositivi, mentre le sue proprietà superiori di gestione termica lo rendono un componente vitale nei materiali di interfaccia termica (TIM) e in altri strati isolanti.
Il nitruro di alluminio si distingue dalla maggior parte dei materiali ceramici, come l'allumina temprata con zirconio (ZTA), per la capacità di sopportare rapidi sbalzi di temperatura senza subire shock termici, mentre l'eccellente resistenza all'abrasione lo rende un ottimo materiale da utilizzare su superfici resistenti all'usura come sensori, cuscinetti e parti di macchine utensili. Inoltre, la sua eccellente conducibilità termica fornisce un percorso efficiente per la rapida dissipazione del calore all'interno di questi ambienti difficili, migliorando al contempo le proprietà tribologiche - proprietà essenziali nelle apparecchiature progettate per operare con successo in tali ambienti difficili.
Bassa espansione termica
Il nitruro di alluminio vanta un coefficiente di espansione termica (CTE) eccezionalmente basso, il che significa che le variazioni di temperatura non lo fanno espandere o contrarre in modo significativo, rendendolo un materiale di substrato ideale per l'elettronica ad alta velocità e le applicazioni di illuminazione a LED in cui la generazione di calore e la perdita di potenza devono essere ridotte al minimo.
Il nitruro di alluminio è un eccezionale isolante elettrico, in grado di proteggere dal flusso di corrente e dalle perdite di energia. Per questo motivo, il nitruro di alluminio rappresenta una scelta interessante per i substrati elettronici, gli isolanti e i componenti che devono essere compatibili con i LED basati sul nitruro di gallio.
L'AIN è un materiale ceramico atossico ideale per molte applicazioni Green Tech ad alte prestazioni, tra cui la trazione (treni e metropolitane), la generazione di energia (eolica e idroelettrica), i veicoli elettrici ibridi in cui l'elettricità generata durante la frenata viene recuperata per la generazione di energia, nonché i dispositivi di gestione termica come i nastri in nitruro di alluminio metallizzato con rame o le strutture tridimensionali a forma di rete per soddisfare le crescenti esigenze di gestione termica. Surmet sta sviluppando nuovi prodotti in nitruro di alluminio per rispondere alle crescenti esigenze di gestione termica in queste applicazioni.
Eccellente resistenza alla corrosione
Il nitruro di alluminio è altamente resistente alla corrosione e adatto ad ambienti difficili in cui altri materiali non possono operare. Resiste agli attacchi chimici della maggior parte degli acidi e delle basi e vanta una temperatura di transizione vetrosa e una resistenza all'abrasione estremamente elevate. Inoltre, il nitruro di alluminio è atossico e biocompatibile e quindi adatto ai dispositivi medici.
Il rivestimento in nitruro di alluminio può essere applicato a vari substrati, come il carburo di tungsteno o l'acciaio inossidabile, per fornire proprietà anticorrosione e antiusura, ed è stato depositato con successo su componenti come sensori di onde acustiche, cuscinetti e parti di macchine utensili.
La ceramica al nitruro di alluminio ha una conducibilità termica eccezionalmente elevata, pari a 170W/mk, la più alta tra i materiali ceramici della Valley. Grazie alle sue proprietà di isolamento elettrico e dielettriche, questo materiale è una scelta eccellente per i circuiti stampati; inoltre, la sua bassa espansione termica consente ai progettisti di moduli ad alta potenza di utilizzare la ceramica al nitruro di alluminio accanto ai componenti in silicio nella costruzione dei moduli.
Grazie alle sue proprietà tribologiche superiori, i rivestimenti a base di allumina sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni industriali come utensili di lavorazione, lame da taglio e filtri ottici. Inoltre, questo materiale di base funge da spina dorsale per la microelettronica e le tecnologie di illuminazione a LED.
Alta resistenza
L'elevata resistenza del nitruro di alluminio lo rende un ottimo materiale isolante da utilizzare nelle applicazioni elettroniche che richiedono proprietà meccaniche superiori, come gli ambienti automobilistici o aerospaziali in cui i livelli di vibrazione sono elevati. Grazie alle sue proprietà di bassa espansione termica e resistenza elettrica, il calore viene dissipato rapidamente dai circuiti stampati in nitruro di alluminio, in modo che non si surriscaldino causando il malfunzionamento dei componenti al loro interno, cosa particolarmente utile in ambienti soggetti a vibrazioni come le concessionarie automobilistiche o gli ambienti aerospaziali.
La conducibilità termica fino a 170 W/mK a temperatura ambiente e le proprietà dielettriche rendono i substrati in ossido di berillio (beO) un'alternativa ideale in molte applicazioni dei semiconduttori, mentre la sua natura atossica consente di lavorare senza rischi o maschere protettive che normalmente sarebbero necessarie quando si lavora con i substrati in beO.
Le micropolveri e i granuli Tokuyama, che vantano livelli di impurità estremamente bassi, combinati con tecniche di produzione uniche per la riduzione dei nitruri, contribuiscono a produrre corpi sinterizzati con proprietà fisiche eccezionali, tra cui una forte resistenza meccanica, una serie di opzioni di finitura superficiale e tolleranze e un'elevata conducibilità termica.