Componente isolante in ceramica di nitruro di allumina (AlN) ad alta conducibilità termica

I componenti in ceramica di nitruro di alluminio sono vari elementi realizzati in ceramica di nitruro di alluminio. Grazie alle loro eccellenti prestazioni complessive, svolgono un ruolo chiave in diversi settori ad alta tecnologia. Di seguito una presentazione dettagliata:

Caratteristiche

Elevata conducibilità termica e isolamento: a temperatura ambiente, la conducibilità termica dei componenti in ceramica di nitruro di alluminio può raggiungere i 170-230 W/(m·K), valore da 5 a 10 volte superiore rispetto a quello delle ceramiche a base di allumina, consentendo una rapida dissipazione del calore. Allo stesso tempo, la resistività volumetrica è pari a 10¹⁴-10¹⁶ Ω·cm, caratteristica che conferisce eccellenti proprietà di isolamento elettrico, prevenendo efficacemente cortocircuiti nel circuito.

Basso coefficiente di dielettrico e perdite: Il coefficiente di dielettrico è compreso tra 8,5 e 9,5, molto inferiore rispetto a quello dell'allumina, e la perdita dielettrica è inferiore a 0,001. Può ridurre l'attenuazione del segnale e le interferenze durante la trasmissione di segnali ad alta frequenza, garantendo stabilità e velocità nella trasmissione del segnale.

Elevata resistenza al calore e stabilità termica: Il punto di fusione è elevato fino a 2200 °C e può mantenere la stabilità strutturale per lunghi periodi al di sotto di 1500 °C. Il coefficiente di espansione termica è simile a quello dei chip al silicio, il che permette di ridurre le sollecitazioni d'interfaccia causate dalle variazioni di temperatura ed evitare il distacco del chip dal substrato.
Buona stabilità chimica: È resistente alla maggior parte dei mezzi chimici tranne agli acidi forti e non tende ad ossidarsi o degradarsi in ambienti umidi. Può mantenere prestazioni elevate anche in condizioni corrosive.

Processo di fabbricazione

Generalmente, una polvere ceramica di AlN ad alta purezza viene mescolata uniformemente con una piccola quantità di ausiliari per la sinterizzazione, quindi formata in corpi grezzi mediante pressatura isostatica. Successivamente, i corpi grezzi vengono sinterizzati e sottoposti a pressatura isostatica a caldo in atmosfera di azoto o inerte per aumentarne la densità. Infine, i corpi grezzi subiscono un preciso trattamento meccanico e lucidatura superficiale.

Campi di applicazione

In nel settore dei semiconduttori: è spesso utilizzato per la produzione di substrati dissipatori di calore, schede portanti, pinze elettrostatiche e altri componenti. Attraverso la tecnologia di stampa 3D, è possibile progettare canali di dissipazione termica complessi all'interno del substrato, soddisfacendo così le esigenze di raffreddamento dei chip di fascia alta.

Nel campo delle nuove energie, può essere utilizzato per produrre dissipatori termici per batterie, supporti isolanti, ecc. Non solo riesce a dissipare rapidamente il calore generato dalla batteria durante il funzionamento, ma garantisce anche l'isolamento elettrico tra le celle della batteria, migliorando la sicurezza e la durata del pacco batteria.

Nel campo delle comunicazioni 5G: viene utilizzato per la produzione di coperchi per antenne, filtri, alloggiamenti per dispositivi RF, ecc. Le sue caratteristiche di bassa costante dielettrica e bassa perdita possono ridurre l'attenuazione dei segnali ad alta frequenza, migliorare la qualità della comunicazione e, allo stesso tempo, il materiale è relativamente leggero, soddisfacendo i requisiti di leggerezza dell'apparecchiatura.

Nel settore aerospaziale: può essere utilizzato per la produzione di schede circuiti resistenti alle alte temperature, alloggiamenti per sensori, ecc. Può mantenere la precisione strutturale e la stabilità delle prestazioni in ambienti estremi con temperature comprese tra -180 ℃ e 1200 ℃, garantendo il corretto funzionamento dell'apparecchiatura.

Tipi comuni

Substrato ceramico di nitruro di alluminio: è uno dei componenti in nitruro di alluminio più comuni, caratterizzato da un'eccellente conducibilità termica e isolamento elettrico, ed è ampiamente utilizzato nella dissipazione del calore nei dispositivi elettronici e nell'imballaggio dei circuiti.

Dissipatori di calore in ceramica di nitrato di alluminio: solitamente prodotti mediante processi di stampa 3D e altri metodi, possono essere progettati in diverse forme e strutture in base alle esigenze reali per migliorare l'efficienza di dissipazione del calore. Sono spesso utilizzati per la dissipazione termica nei pacchi batteria dei veicoli a energia nuova, dispositivi elettronici ad alta potenza, ecc.

Radome in ceramica di nitrato di alluminio per antenna: caratterizzato da bassa costante dielettrica e basse perdite, garantisce una buona trasmissione dei segnali ad alta frequenza e protegge l'antenna interna dalle influenze ambientali esterne. È impiegato nei settori delle comunicazioni 5G, delle comunicazioni satellitari e altri campi analoghi.

Perché le ceramiche in nitrato di alluminio sono così costose?

1. Poiché il nitrato di alluminio non esiste in natura, viene prodotto attraverso amplificazione chimica e sintesi.
2. La polvere necessita di subire molteplici processi di purificazione ed ha requisiti di elevata purezza.
3. Il processo di lavorazione di precisione richiede utensili diamantati e macchine utensili di precisione. I materiali ceramici hanno un'elevata durezza e la lavorazione è lenta

Come può essere ridotto il prezzo dei componenti in ceramica di nitruro di alluminio?

Risposta: Esistono diversi modi per ridurre il prezzo dei prodotti
1. È possibile aumentare la quantità dell'ordine
2. Ridurre i requisiti di precisione per i prodotti
3. Oppure modificare la struttura del prodotto per facilitare la formatura, la sinterizzazione e la lavorazione, riducendo così la percentuale di scarto
4. Selezionare materiali con prezzi più bassi, come l'allumina

Specificativi tecnici