Hochwärmeleitfähiges Aluminiumnitrid-ALN-Keramik-Isolationsbauteil

Keramische Aluminiumnitrid-Teile sind verschiedene Komponenten, die auf Basis von Aluminiumnitrid-Keramiken hergestellt werden. Aufgrund ihrer hervorragenden Gesamtleistung spielen sie eine Schlüsselrolle in mehreren Hochtechnologiebereichen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung dazu:

Eigenschaften

Hohe Wärmeleitfähigkeit und Isolation: Bei Raumtemperatur kann die Wärmeleitfähigkeit keramischer Aluminiumnitrid-Teile 170–230 W/(m·K) erreichen, was das 5- bis 10-fache der Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumoxid-Keramiken entspricht. Sie können Wärme schnell abführen. Gleichzeitig beträgt der spezifische elektrische Widerstand bis zu 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm, und es weist ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften auf, wodurch Kurzschlüsse in der Schaltung effektiv verhindert werden.

Niedrige Dielektrizitätskonstante und geringe Verluste: Die Dielektrizitätskonstante liegt zwischen 8,5 und 9,5, was deutlich niedriger ist als bei Aluminiumoxid, und der dielektrische Verlust ist kleiner als 0,001. Dadurch werden Signalabschwächung und Störungen bei der Hochfrequenz-Signalübertragung reduziert, wodurch die Stabilität und Geschwindigkeit der Signalübertragung gewährleistet bleibt.

Hohe Temperaturbeständigkeit und thermische Stabilität: Der Schmelzpunkt liegt bei 2200 °C, und es kann unterhalb von 1500 °C langfristig strukturelle Stabilität bewahren. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist nahezu gleich dem von Siliziumchips, wodurch die durch Temperaturschwankungen verursachten Spannungen an der Grenzfläche verringert und ein Abheben des Chips vom Substrat verhindert wird.
Gute chemische Stabilität: Es ist beständig gegen die meisten chemischen Medien, mit Ausnahme starker Säuren, und neigt in feuchter Umgebung nicht zur Oxidation oder Alterung. Es behält somit auch in korrosiven Umgebungen eine gute Leistungsfähigkeit bei.

Herstellungsverfahren

Im Allgemeinen wird hochreines AlN-Keramikpulver gleichmäßig mit einer geringen Menge an Sinterhilfsmitteln gemischt und anschließend durch isostatische Pressung zu grünen Körpern geformt. Danach werden die grünen Körper in einer Stickstoff- oder Inertatmosphäre gesintert und heißisostatisch verdichtet. Abschließend unterlaufen die grünen Körper eine präzise mechanische Bearbeitung sowie Oberflächenpolitur.

Anwendungsbereiche

In im Halbleiterbereich: Es wird häufig zur Herstellung von Kühlsubstraten, Trägerplatten, elektrostatischen Spannvorrichtungen und anderen Bauteilen verwendet. Mithilfe der 3D-Drucktechnologie können innen im Substrat komplexe Kühlkanäle konzipiert werden, um die Wärmeabfuhranforderungen von Hochleistungs-Chips zu erfüllen.

Im Bereich der neuen Energien kann es zur Herstellung von Batteriekühlkörpern, Isolierhalterungen usw. eingesetzt werden. Es kann nicht nur die während des Betriebs entstehende Wärme der Batterie schnell abführen, sondern auch die elektrische Isolation zwischen den Batteriezellen sicherstellen, wodurch die Sicherheit und Lebensdauer des Batteriemoduls verbessert wird.

Im Bereich der 5G-Kommunikation: Es wird zur Herstellung von Antennenabdeckungen, Filtern, Gehäusen für Hochfrequenzgeräte usw. verwendet. Aufgrund seiner geringen Dielektrizitätskonstante und geringen Verlusteigenschaften kann es die Dämpfung von Hochfrequenzsignalen reduzieren, die Kommunikationsqualität verbessern und ist gleichzeitig relativ leicht, wodurch es den Anforderungen an leichte Geräte gerecht wird.

Im Luft- und Raumfahrtbereich: Es kann zur Herstellung temperaturbeständiger Leiterplatten, Sensorgehäuse usw. verwendet werden. Es behält in extremen Temperaturumgebungen von -180 °C bis 1200 °C die strukturelle Genauigkeit und Leistungsstabilität bei und gewährleistet so den normalen Betrieb der Geräte.

Häufige Typen

Keramiksubstrat aus Aluminiumnitrid: Es ist eine der gebräuchlichsten Komponenten aus Aluminiumnitrid und zeichnet sich durch hervorragende Wärmeleitfähigkeit und elektrische Isolation aus. Es findet breite Anwendung bei der Wärmeableitung elektronischer Bauteile und in der Schaltkreisverpackung.

Keramische Aluminiumnitrid-Kühlkörper: Sie werden üblicherweise durch 3D-Druck und andere Verfahren hergestellt und können je nach tatsächlichen Anforderungen in unterschiedlichen Formen und Strukturen gestaltet werden, um die Wärmeableitungseffizienz zu verbessern. Sie finden häufig Anwendung bei der Kühlung von Batteriemodulen in Fahrzeugen mit neuer Energieantriebsart, Hochleistungselektronikgeräten usw.

Keramische Aluminiumnitrid-Antennenradome: Sie zeichnen sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante und geringe Verluste aus, was eine gute Übertragung von Hochfrequenzsignalen sicherstellt und die innere Antenne vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. Sie werden in Bereichen wie 5G-Kommunikation, Satellitenkommunikation und anderen Anwendungen eingesetzt.

Warum sind Aluminiumnitrid-Keramiken so teuer?

1. Da Aluminiumnitrid in der Natur nicht vorkommt, wird es durch chemische Verstärkung und Synthese hergestellt.
2. Das Pulver muss mehrfach gereinigt werden und unterliegt hohen Reinheitsanforderungen.
der Präzisionsbearbeitungsprozess erfordert Diamantschleifwerkzeuge und Präzisionsmaschinen. Keramiken weisen eine hohe Härte auf, wodurch die Bearbeitung langsam ist

Wie kann der Preis für Aluminiumnitrid-Keramikteile gesenkt werden?

Antwort: Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Produktkosten zu senken
1. Die Bestellmenge kann erhöht werden
2. Die Genauigkeitsanforderungen für Produkte reduzieren
3. Oder die Produktaufbau ändern, um Formgebung, Sintern und Bearbeitung zu erleichtern und die Ausschussrate zu senken
4. Materialien mit niedrigeren Preisen auswählen, wie beispielsweise Aluminiumoxid

Technische Spezifikationen