Komponenta z keramické izolace AlN s vysokou tepelnou vodivostí, část z nitridu hlinitého

Keramické díly z dusíku hlinitého jsou různé komponenty vyrobené na bázi keramiky z dusíku hlinitého. Díky svým vynikajícím komplexním vlastnostem hrají klíčovou roli v mnoha oblastech vysokých technologií. Níže je podrobný úvod k tomuto tématu:

Vlastnosti

Vysoká tepelná vodivost a izolace: Při pokojové teplotě může tepelná vodivost keramických dílů z dusíku hlinitého dosáhnout 170–230 W/(m·K), což je 5–10krát více než u keramiky z oxidu hlinitého. Tímto způsobem efektivně odvádějí teplo. Současně je jejich objemový odpor až 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm a mají také vynikající elektrické izolační vlastnosti, které efektivně zabraňují zkratům v obvodu.

Nízká dielektrická konstanta a ztráta: Dielektrická konstanta je mezi 8,5 a 9,5, což je mnohem nižší než u hliníku, a dielektrická ztráta je menší než 0,001. To může snížit útlum signálu a interference při vysokofrekvenčním přenosu signálu, čímž se zajistí stabilita a rychlost přenosu signálu.

Odolnost proti vysokým teplotám a tepelná stabilita: Teplota tání je až 2200 °C a materiál může dlouhodobě udržet strukturní stabilitu při teplotách pod 1500 °C. Součinitel tepelné roztažnosti je blízký tomu u křemíkových čipů, čímž se snižuje napětí na rozhraní způsobené změnami teploty a zabrání se odlupování čipu od substrátu.
Dobrá chemická stabilita: Materiál odolává většině chemických médií s výjimkou silných kyselin a ve vlhkém prostředí není náchylný k oxidaci a degradaci. Může tak udržet dobrý výkon i v korozivním prostředí.

Výrobní proces

Obecně je vysokokapalitní keramický prášek AlN rovnoměrně smíchán s malým množstvím sinterovacích přísad a následně tvarován na surové těleso izostatickým lisováním. Poté jsou surová tělesa spekována a podrobeny horkému izostatickému lisování v dusíkové nebo inertní atmosféře za účelem zhutnění. Nakonec procházejí přesného mechanického zpracování a leštění povrchu.

Oblasti použití

V polovodičovém průmyslu: Často se používá na výrobu tepelně odvodňovacích substrátů, nosných desek, elektrostatických upínačů a dalších komponent. Díky technologii 3D tisku lze navrhnout komplexní chlazení kanálů uvnitř substrátu, čímž jsou splněny požadavky na odvod tepla u vysoce výkonných čipů.

V oblasti nových forem energie lze použít na výrobu chladičů baterií, izolačních objímek atd. Tato řešení nejen rychle odvádějí teplo generované během provozu baterie, ale také zajišťují elektrickou izolaci mezi jednotlivými články baterie, čímž zvyšují bezpečnost a životnost bateriového balení.

V oblasti 5G komunikace: Používá se na výrobu krytů antén, filtrů, skříní RF zařízení atd. Díky nízké dielektrické konstantě a nízkým ztrátám může snížit útlum vysokofrekvenčních signálů, zlepšit kvalitu komunikace a zároveň má relativně nízkou hmotnost, čímž splňuje požadavky na lehkou výbavu.

V leteckém a kosmickém průmyslu: Lze jej použít na výrobu tepelně odolných desek plošných spojů, skříní senzorů atd. Umožňuje zachovat strukturální přesnost a stabilitu výkonu v extrémních teplotních podmínkách v rozmezí od -180 ℃ do 1200 ℃, čímž zajišťuje bezproblémový chod zařízení.

Běžné typy

Substrát z nitridu hlinitého: Je jednou z nejběžnějších součástek z nitridu hlinitého, který vyniká vynikající tepelnou vodivostí a elektrickou izolací a široce se používá pro odvod tepla z elektronických zařízení a pro balení obvodů.

Hliníkové nitridové keramické chladiče: Obvykle se vyrábí pomocí 3D tisku a dalších procesů, lze je navrhnout do různých tvarů a struktur podle skutečných potřeb za účelem zvýšení účinnosti odvodu tepla. Často se používají pro chlazení bateriových bloků vozidel na nové energetické zdroje, výkonových elektronických zařízení atd.

Hliníkové nitridové keramické anténní radomy: Mají nízkou dielektrickou konstantu a nízké ztráty, což zajišťuje dobrý průchod vysokofrekvenčních signálů a chrání vnitřní anténu před vlivy vnějšího prostředí. Používají se v oblastech 5G komunikace, satelitní komunikace atd.

Proč jsou hliníkové nitridové keramiky tak drahé?

1. Protože hliníkový nitrid v přírodě neexistuje, vyrábí se chemickou amplifikací a syntézou.
2. Prášek musí projít několika stupni čištění a má vysoké požadavky na čistotu.
3. Proces přesného obrábění vyžaduje diamantové brousicí nástroje a přesné obráběcí stroje. Keramiky mají vysokou tvrdost a jejich zpracování je pomalé

Jak lze snížit cenu dusičnanu hlinitého keramických dílů?

Odpověď: Existuje několik způsobů, jak snížit ceny výrobků
1. Lze zvýšit objednávané množství
2. Snížit požadavky na přesnost výrobků
3. Nebo změnit konstrukci výrobku tak, aby usnadnila lisování, slinování a zpracování a snížila počet zmetků
4. Vyberte materiály s nižší cenou, například oxid hlinitý

Technické specifikace