Material

Seramik Aluminium Nitrid (AlN)

Aluminium nitrid (AlN) memegang kedudukan unik dalam seramik teknikal: mengalirkan haba seperti logam sambil kekal sebagai penebat elektrik. Dengan kekonduksian haba 170–200 W/m·K — setara beberapa aloi aluminium — dan…

Custom Precision Ceramic Parts

Aluminium nitrid (AlN) memegang kedudukan unik dalam seramik teknikal: mengalirkan haba seperti logam sambil kekal sebagai penebat elektrik. Dengan kekonduksian haba 170–200 W/m·K — setara beberapa aloi aluminium — dan rintangan elektrik melebihi 10¹⁴ Ω·cm, AlN ialah bahan pilihan untuk papan elektronik kuasa, penyebar haba LED dan perumah RF di mana haba mesti dibuang tanpa pintas litar.

Pekali pengembangan habanya (4.5×10⁻⁶/K) hampir dengan silikon, meminimumkan tegasan haba-mekanikal pada die yang dilekap. Gabungan ciri ini menjadikan AlN tidak dapat diganti dalam kenderaan elektrik, stesen asas 5G, diod laser dan penyongsang kuasa besar di mana papan alumina biasa tidak mengikuti ketumpatan haba.

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
KomposisiAluminium nitride
Ketumpatan3.26 g/cm3
Kekerasan Vickers1100-1200 HV
Kekuatan lenturan300-350 MPa
Kekuatan retak2.5-3.5 MPa.m1/2
Suhu operasi maksimum1000 C
Kekonduksian haba170-200 W/m.K
Pengembangan haba (20-1000 C)4.5 x10-6/K
Potential Advantages

Kekonduksian haba tertinggi dalam kalangan seramik penebat; pekali pengembangan hampir silikon mengurangkan tegasan semasa pelekap die; pengganti tidak toksik untuk berilia (BeO); kekuatan baik pada suhu tinggi; rintangan plasma cemerlang untuk peralatan proses semikonduktor.

Design Considerations

AlN terhidrolisis perlahan dalam kelembapan, membentuk lapisan hidroksida aluminium permukaan yang merendahkan prestasi haba — salutan pelindung atau perumah tertutup diperlukan untuk perkhidmatan jangka panjang di tempat lembap. Kos lebih tinggi ketara berbanding alumina, maka hanya guna AlN apabila kekonduksian habanya benar-benar diperlukan.

Limitations & Trade-offs

Kekuatan retak sederhana (2.5–3.5 MPa·m^1/2) menjadikannya mudah rosak mekanikal semasa pengendalian; hidrolisis permukaan dalam lembapan perlu dilindungi; kos lebih tinggi daripada Al₂O₃ atau Si₃N₄ untuk isi padu sama; had pada saiz besar atau bentuk kompleks berbanding alumina.