Material

เซรามิกอะลูมิเนียมไนตรด์ (AlN)

อะลูมิเนียมไนตรด์ (AlN) ครอบครองตำแหน่งที่ไม่ซ้ำใครในเซรามิกเทคนิค: นำความร้อนเหมือนโลหะขณะที่ยังเป็นฉนวนไฟฟ้า ด้วยการนำความร้อน 170–200 W/m·K — เทียบเท่าอัลลอยอะลูมิเนียมบางตัว — และความต้านทานไฟฟ้าเกิน 10¹⁴ Ω·cm AlN คือวัสดุที่เลือกสำหรับฐานวงจรพาวเวอร์ กระจายความร้อน LED และ housing RF ที่ความร้อนต้องถูกระบายโดยไม่ลัดวงจร สัมประสิทธิ์การขยายตัวด้วยความร้อนของมัน (4.5×10⁻⁶/K) ใกล้ซิลิคอน ลดความเครียดความร้อนกลบน die ที่ติดตั้ง การรวมคุณสมบัตินี้ทำให้ AlN ขาดไม่ได้ในยานยนต์ไฟฟ้า…

Custom Precision Ceramic Parts

อะลูมิเนียมไนตรด์ (AlN) ครอบครองตำแหน่งที่ไม่ซ้ำใครในเซรามิกเทคนิค: นำความร้อนเหมือนโลหะขณะที่ยังเป็นฉนวนไฟฟ้า ด้วยการนำความร้อน 170–200 W/m·K — เทียบเท่าอัลลอยอะลูมิเนียมบางตัว — และความต้านทานไฟฟ้าเกิน 10¹⁴ Ω·cm AlN คือวัสดุที่เลือกสำหรับฐานวงจรพาวเวอร์ กระจายความร้อน LED และ housing RF ที่ความร้อนต้องถูกระบายโดยไม่ลัดวงจร

สัมประสิทธิ์การขยายตัวด้วยความร้อนของมัน (4.5×10⁻⁶/K) ใกล้ซิลิคอน ลดความเครียดความร้อนกลบน die ที่ติดตั้ง การรวมคุณสมบัตินี้ทำให้ AlN ขาดไม่ได้ในยานยนต์ไฟฟ้า สถานีฐาน 5G ไดโอดเลเซอร์ และอินเวอร์เตอร์พาวเวอร์ใหญ่ที่ฐานอะลูมินาธรรมดาตามความหนาแน่นความร้อนไม่ทัน

Typical Properties

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

PropertyIndicative Value
องค์ประกอบAluminium nitride
ความหนาแน่น3.26 g/cm3
ความแข็งวิกเกอร์ส1100-1200 HV
ความแรงดัด300-350 MPa
ความเหนียวต่อการแตกหัก2.5-3.5 MPa.m1/2
อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด1000 C
การนำความร้อน170-200 W/m.K
การขยายตัวด้วยความร้อน (20-1000 C)4.5 x10-6/K
Potential Advantages

การนำความร้อนสูงสุดในกลุ่มเซรามิกฉนวน สัมประสิทธิ์การขยายตัวใกล้ซิลิคอนช่วยลดความเครียดเมื่อติด die ทดแทนไม่เป็นพิษสำหรับเบริลเลีย (BeO) ความแข็งแรงดีที่อุณหภูมิสูง ทนพลาสมาเหนือกว่าสำหรับอุปกรณ์กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์

Design Considerations

AlN ไฮโดรไลซ์ช้าในสภาพชื้น สร้างชั้นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ผิวที่ลดประสิทธิภาพความร้อน — ต้องชั้นเคลือบปกป้องหรือ housing ปิดสำหรับงานระยะยาวที่ชื้น ต้นทุนสูงกว่าอะลูมินาอย่างมีนัยสำคัญ จึงใช้ AlN เมื่อต้องการการนำความร้อนของมันจริงๆ

Limitations & Trade-offs

ความเหนียวต่อการแตกหักปานกลาง (2.5–3.5 MPa·m^1/2) ทำให้เสียหายกลง่ายเมื่อจัดการ ไฮโดรไลซ์ผิวในความชื้นต้องได้รับการปกป้อง ต้นทุนสูงกว่า Al₂O₃ หรือ Si₃N₄ สำหรับปริมาตรเท่ากัน จำกัดขนาดใหญ่หรือรูปทรงซับซ้อนกว่าอะลูมินา