Was ist Aluminiumnitrid?
Aluminiumnitrid (ALN) ist ein synthetisches nicht oxid fortgeschrittenes Keramikmaterial, das die ultrahoche thermische Leitfähigkeit und einen ähnlichen thermischen Expansionskoeffizienten wie SI und GaAs, zuverlässige elektrische Eigenschaften und eine hervorragende chemische Stabilität kombiniert. Dies macht es ideal für effiziente thermische Management- und Hochleistungs-elektronische Komponenten.
Die Formel- und Synthesemethoden
Die chemische Formel für Aluminiumnitrid ist Aluminium und Nitrid. In der modernen Industrie sind die drei Hauptsynthesemethoden direkte Nitridation, Karbauthermalreduktion und chemische Dampfabscheidung:
❉ Direkte Nitridationsmethode: In einer Hochtemperaturstickstoff- oder Ammoniakatmosphäre von 800 ~ 1200 ℃ reagiert Aluminiumpulver direkt mit Stickstoff oder Ammoniak, um Aluminiumnitridpulver zu synthetisieren. Die chemische Reaktionsformel ist: 2Al (s)+n 2 (g) → 2aln (s)
❉ Methode zur Verringerung der Kohlenstoffthermie: Erhitzen Sie die gleichmäßig gemischte Al 2 O 3 und C bei über 1500 ℃ in der N2 -Atmosphäre; Reduzieren Sie zunächst al 2 O 3 und reagieren Sie dann das resultierende Produkt AL mit N2, um ALN zu erzeugen. Die chemische Reaktionsformel lautet: al 2 o 3 (s) + 3c (s) + n 2 (g) ⇌ 2aln (s) + 3co (g)
❉ Chemische Dampfabscheidung: Eine Wachstumstechnik der Dampfphase synthetisiert Aluminiumnitrid auf einer Substratoberfläche durch Kontrolle des Flusses und der Konzentration von gasförmigen Reaktanten.
Die obigen drei Synthesemethoden haben jeweils Vor- und Nachteile. In praktischen Anwendungen müssen entsprechende Auswahlmöglichkeiten auf der Grundlage der Leistungsanforderungen und -kosten des Produkts getroffen werden.
Vergleich der Keramikmaterialeigenschaften
| Artikel | Einheit | Aluminiumnitrid (ALN) | Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) | Berylliumoxid (Beo) | Siliziumkarbid (sic) |
| Wärmeleitfähigkeit (25 ℃) | W/mk | 170 | 30 | 300 | 170 |
| Wärmeausdehnung (25 ~ 400 ℃) | 1 × 10 -6 /℃ | 4.5 | 7.3 | 8 | 3.7 |
| Maximale Arbeitstemperatur (Inert) | ℃ | 2200 | 1800 | 2000 | 1800 |
| Dielektrizitätskonstante | 1MHz | 8.8 | 8.5 | 6.5 | 40 |
| Dielektrischer Verlust | 1MHz | 5*10 -4 | 3*10 -4 | 5*10 -4 | 500*10 -4 |
| Dielektrische Stärke (DC@25 ℃) | KV/mm | 15 | 10 | 10 | 0,07 |
| Biegerstärke (25 ℃) | MPA | 450 | 338 | 200 | 450 |
| Toxizität | | NEIN | NEIN | Ja | Leicht |
| Kosten | | Mitte | Niedrig | Hoch | Hoch |
Anmerkungen:
❉ Alle Parameter befinden sich ohne Last unter dem Zustand.
❉ Alle Parameter sind typische basierend auf einer Reinheit von 99%; Es weist geringfügige Unterschiede mit unterschiedlichen Formeln und Noten auf.
Nachbearbeitung von ALN-Komponenten
Nachbearbeitung ist ein wesentlicher Prozess in praktischen Anwendungen, um eine präzise Anpassung zwischen aln-Keramikkomponenten und anderen Teilen zu erreichen und die Oberflächenqualität zu verbessern. Derzeit sind die Haupttypen der Nachbearbeitung wie folgt:
1. CNC-Fräsen und Mahlen: Verwenden der ultrahohen Härte abrasive Körner von Diamantschleifenrädern zum Mahlen und Entfernen von Materialien von der Keramikoberfläche, hauptsächlich einschließlich Schleifscheiben, Diamantschleifen und Bohrschleifen.
2. Laserschneidung: Diese Methode verwendet den von der Laser erzeugten energiegeladenen Laserstrahl, um Aluminiumnitrid-Keramik zu verarbeiten. Es eignet sich zum präzisen Schneiden und Bohren von Produkten wie Keramiksubstraten.
3. Plasma-unterstütztes Polieren: Verwendet die kombinierten Wirkungen des physikalischen Bombardierens von Plasma und der chemischen Reaktion, um eine materielle Entfernung zu erreichen, um eine glatte polierte Oberfläche zu erhalten.
4. Chemisches mechanisches Polieren (CMP): Ein Verbundpolierprozess, bei dem sowohl chemische Ätzen als auch mechanische Entfernung verwendet werden, die in der Halbleiterindustrie weit verbreitet sind.
5. Magnetorheologische Finishing (MRF): Diese Methode besteht zwischen Polieren und Nichtpolieren. Es handelt sich um eine ultra-Präzisionsbearbeitungsmethode, bei der die rheologischen Eigenschaften von Magnetorheologischen Polierflüssigkeit in einem Magnetfeld zum Polieren verwendet werden.
Unsere Anlage ist auf CNC-Schleif- und Laserverarbeitungstechnologie auf Aln-Keramik spezialisiert und bietet Kunden eine Vielzahl von maßgeschneiderten Aluminium-Nitridteilen mit extrem hoher Präzision mit dimensionalen engen Toleranzen von ± 0,005 mm.
Typische Anwendungen von Aluminiumnitrid
❉ als elektrische Isolatoren mit hoher Leistung, insbesondere wenn hohe elektrische Isolierung und stabile elektrische Leistung unerlässlich sind
❉ als Keramiksubstrat für Hochleistungselektronik, Chipträger und Halbleiterverpackung
❉ Als Kühlkörper- und Wärmeverteiler für Hochleistungs- und Funkfrequenzelektronen-Geräte
❉ als dielektrische Schichten in optischen Speichermedien
❉ als ideales Tiegel und Gussformmaterial für Al-, Cu-, AG- und PB -Metallurgie -Herstellung
Aufgrund der hervorragenden thermischen, physikalischen, chemischen, elektrischen und optischen Attribute von Aluminium Nitrid Ceramic wird es allgemein in anderen Hochleistungselektronik, Hochleistungsbeleuchtung, neuer Energie, Halbleiter, Militär, Luft- und Raumfahrt und anderen Feldern verwendet.
Abschluss
Als neues technisches Keramikmaterial hat Aluminiumnitrid in vielen Branchen und Bereichen eine wichtige Rolle gespielt. Mit den Fortschritten und Durchbrüchen in Aluminium -Nitridpulverproduktion und -vorbereitungstechnologie sowie der kontinuierlichen Innovation der Technologie von Aluminiumnitrid -Keramikkomponenten wird es weiter als optimiertere Wärmeabteilung und elektrische Isolierungskomponentenlösung in den Bereichen Mikroelektronik, optisch, erweitert, optisch, optisch, optisch Geräte, IGBT, Emissionskontrolle, Schienenverkehr, Luftfahrtsysteme und andere Bereiche.
Jinghui Industry Ltd.
