جيفينج سيراميك
مواد السيراميك نيتريد الألومنيوم
نيتريد الألومنيوم ( آل ن) هو مركب عضوي يحتوي على بلورة ورزيت سداسية. الثوابت الشبكية للمركب هي = 0.3110 نانومتر وكذلك ج = 0.4978 رقم. يتم وضع ذرات الألومنيوم في هيكل سداسي مغلق مع ذرات النيتروجين التي تشغل غالبية مواقع رباعي السطوح الخلالية. رباعيات السطوح مشوهة [AlN4] تتشكل من تفاعل ذرات الألومنيوم وذرات النيتروجين. طول رابطة Al-N على طول المحور C لـ 0.1917 نانومتر. طول روابط Al-N في الاتجاهات الثلاثة الأخرى هو 0.1885 نانومتر. سيراميك نيتريد الألومنيوم النقي عديم اللون وشفاف, ومع ذلك فهي ملونة بظلال مختلفة بسبب تعاطي الشوائب, عادة رمادية, أوف وايت أو أصفر فاتح.
الأشكال البلورية من نيتريد الألومنيوم
يتمتع سيراميك AlN بخصائص حرارية ممتازة: الموصلية الحرارية النظرية هي 320 ث/(م·ك), بالقرب من البريليا غير السامة, مع معامل تمدد حراري مماثل للسيليكون. إنه عازل جيد في درجة حرارة الغرفة, بمقاومة 10⁻¹⁶ أوم·م, انهيار الجهد 15 كيلو فولت / مم, خسارة عازلة منخفضة. ميكانيكيا, لديها 12 صلابة المعدل التراكمي, 300 قوة الانحناء MPa, وقوة مستقرة في درجات حرارة عالية. كيميائيا, فهو يقاوم درجات الحرارة العالية والتآكل, يتأكسد عند 700 ~ 800 درجة مئوية, ويحتاج إلى تخزين جاف لتجنب التفاعل مع بخار الماء.
- شعرية ثابتة: أ = 0.3110 نانومتر, ج = 0.4978 نانومتر
مجموعة الفضاء: P6₃مك
- يتم ترتيب الذرات في عبوات سداسية قريبة, وتحتل ذرات N نصف المواقع الخلالية رباعية السطوح. كل أشكال الذرة مشوهة [آلن₄] التنسيق رباعي السطوح مع أربع ذرات N. طول رابطة Al-N على طول المحور c هو 0.1917 نانومتر, و 0.1885 نانومتر في ثلاثة اتجاهات أخرى.
- يتميز نيتريد الألومنيوم في المقام الأول بالترابط التساهمي, مع خصائص الرابطة الأيونية الجزئية, تنتمي إلى مجموعة النتريدات III-V.
يتمتع هذا الهيكل البلوري لنتريد الألومنيوم ببعض الخصائص الجيدة حقًا , مثل الموصلية الحرارية العالية, عزل كهربائي جيد, ومعامل تمدد حراري منخفض . لذلك ينتهي الأمر باستخدامه كثيرًا في التغليف الإلكتروني, لركائز تبديد الحرارة , وفي الاستخدامات ذات الصلة أيضا.
شكل 1: الهيكل البلوري لنتريد الألومنيوم (آل ن)
شكل 2: البنية المجهرية لمسحوق مساعد التلبد Y₂O₃.
(قمة) هيكل كروي ثانوي; (قاع) البنية المجهرية للجزيئات الأولية.
شكل 2 يُظهر البنية المجهرية لمسحوق Y₂O₃, والذي يقدم بنية شبه كروية تتكون من العديد من الجزيئات الأولية مع وجود مسام كبيرة بينها, مما يؤدي إلى انخفاض الكثافة. بعد المراقبة عالية التكبير, تظهر العديد من خطوات النمو التي تكونت أثناء التلبيد على سطح الجسيمات الأولية.
شكل 3: البنية المجهرية للسيراميك AlN الملبد (تشير الجزيئات البيضاء إلى مساعد التلبيد Y₂O₃)
شكل 3 يُظهر سيراميك AlN الذي تم تلبيده بإضافة Y₂O₃ كمساعد تلبيد. تبدو الحبوب معبأة بشكل وثيق, والكثافة الظاهرية عالية. بعبارة أخرى, تمتلئ جزيئات Y₂O₃ جيدًا بين حبيبات AlN, يساعد هذا الإعداد على رفع كثافة السيراميك كما أنه يحسن التوصيل الحراري بشكل أكبر.
مزايا نيتريد الألومنيوم(ALN) السيراميك
الموصلية الحرارية ممتازة
يتمتع سيراميك AlN بموصلية حرارية عالية جدًا, عن 140 ل 220 ث / م · ك, بصراحة أفضل بكثير من سيراميك الألومينا. يؤدي ذلك إلى تسريع نقل الحرارة للأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة ويساعد في الإدارة الحرارية, ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين موثوقية النظام بشكل عام, بالإضافة إلى عمر خدمة أطول.
عزل كهربائي متفوق
حتى مع التوصيل الحراري القوي, لا يزال AlN يحتفظ بالعزل الكهربائي الجيد وقوة العزل الكهربائي. وهذا هو السبب في أنها تناسب بشكل جيد الركائز الإلكترونية وأيضًا الأجزاء المعزولة لتبديد الحرارة. إنه مثل, تتحرك الحرارة بسرعة ولكن الكهرباء تبقى تحت السيطرة.
معامل التمدد الحراري المنخفض
معامل التمدد الحراري قريب من أشباه الموصلات السيليكونية, لذلك يتم تقليل الإجهاد الحراري الناتج عن تقلبات درجات الحرارة. في الممارسة العملية, وهذا يدعم أجهزة التعبئة والتغليف الأكثر موثوقية, عدد أقل من مشاكل الإجهاد الجزئي, ومتانة أفضل مع مرور الوقت.
مقاومة درجات الحرارة العالية
يحافظ سيراميك AlN على خواص ميكانيكية وحرارية مستقرة عند درجات حرارة عالية ويمتلك مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية في ظروف العمل القاسية.
مقاومة كبيرة للتآكل والبلازما
يوفر مقاومة قوية ضد المعادن المنصهرة, الغازات المسببة للتآكل وبيئات البلازما, ينطبق بشكل مثالي على معدات أشباه الموصلات وعملية الفراغ.
خصائص مادة نيتريد الألومنيوم
كجيل جديد من السيراميك المتقدم, نيتريد الألومنيوم (آل ن) وتشتهر بالتوصيل الحراري العالي للغاية (5-7 مرات من الألومينا) ومعامل التمدد الحراري متطابق بشكل كبير مع السيليكون (و). إنها مادة مثالية لتبديد الحرارة والتعبئة للمكونات الإلكترونية عالية التردد وعالية الطاقة.
وفقا للتوصيل الحراري المختلفة (ث / م · ك) والتركيز على التطبيق, يتم تصنيف مواد AlN بشكل أساسي إلى الدرجات التالية:
الموصلية الحرارية (ث / م · ك) | درجة المادة / يكتب | الخصائص الرئيسية | التطبيقات النموذجية |
≥ 230 ث / م · ك | فائقة الجودة TC AlN | كفاءة التوصيل الحراري عالية للغاية قريبة من الحد النظري; قوة ميكانيكية عالية, فقدان عازل منخفض للغاية واستقرار حراري ممتاز | التغليف الإلكتروني للفضاء, أجزاء تبديد الحرارة الرادارية من الدرجة العسكرية, المكونات الأساسية لمعدات تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة, قواعد الليزر الراقية |
200 – 220 ث / م · ك | عالية الأداء آلن | قدرة ممتازة على تبديد الحرارة وقوة عازلة عالية; بديل مثالي صديق للبيئة لأكسيد البريليوم السام التقليدي (بي او) السيراميك | وحدات طاقة IGBT لمركبات الطاقة الجديدة والسكك الحديدية عالية السرعة, ركائز اتصالات الميكروويف عالية التردد, تغليف جهاز RF عالي الطاقة |
170 – 180 ث / م · ك | معيار آلن | يجمع بين التوصيل الحراري الجيد ومقاومة جهد العزل العالي; معامل التمدد الحراري المتوافق جيدًا مع رقائق السيليكون; درجة AlN الأكثر فعالية من حيث التكلفة | ركائز تبديد الحرارة LED عالية الطاقة, تغليف الأجهزة الإلكترونية الضوئية الشائعة, قواعد الدوائر المتكاملة واسعة النطاق, بالوعة الحرارة العامة |
مخصصة حسب الطلب | الصف الهيكلي AlN لأشباه الموصلات | نقاء عالي للغاية ومقاومة فائقة للتآكل في بلازما الهالوجين; يعطي الأولوية لمقاومة التآكل والنقاء العالي بدلاً من التوصيل الحراري الشديد | أجزاء التجويف لمعدات حفر أشباه الموصلات, مثل الطبطبات الكهروستاتيكية (خروج), سخانات الويفر ولوحات توزيع الغاز |
تطبيقات سيراميك نيتريد الألومنيوم
التغليف الالكتروني & ركائز المشتت الحراري
ركائز مثالية لأشباه موصلات الطاقة, المرحلية, مصابيح LED عالية الطاقة وأشعة الليزر. إنه يسرع تبديد الحرارة لضمان التشغيل المستقر, تستخدم على نطاق واسع في إلكترونيات السيارات, محطات الاتصالات والمجالات الفضائية.
ركائز أشباه الموصلات
قاعدة فوقية مثالية لـ GaN, AlGaN وأشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة الواسعة الأخرى. إنه يتميز بمطابقة حرارية جيدة واستقرار كيميائي لتقليل العيوب, مناسب لأجهزة الطاقة عالية التردد والمكونات البصرية للأشعة فوق البنفسجية.
أجزاء مقاومة للتآكل لدرجة الحرارة العالية
صنع في البوتقات, بطانات الأفران والأنابيب الواقية لصهر المعادن وإنتاج أشباه الموصلات في ظل ظروف العمل القاسية ذات درجات الحرارة العالية.
كهرضغطية & أجهزة SAW
توفر أغشية AlN الرقيقة أداءً كهرضغطيًا ممتازًا, ينطبق على أجهزة الاستشعار MEMS, المحركات ومرشحات الموجات الصوتية السطحية.
مركبات موصلة للحرارة
يستخدم كحشو حراري في راتنجات الايبوكسي والبلاستيك لتعزيز التوصيل الحراري والقوة الميكانيكية, تستخدم على نطاق واسع لمنتجات الإدارة الحرارية الإلكترونية.
كيف يتم تصنيع نيتريد الألومنيوم?
نيتريد الألومنيوم (آل ن) تشمل طرق تشكيل السيراميك الضغط الجاف, الضغط متساوي الضغط, صب حقن المسحوق, وصب الشريط.
تلبيد (ملاحظة:)
تقليدي وسهل التشغيل عند درجة حرارة 1600-2000 درجة مئوية, تعتبر أدوات التلبيد ضرورية لسيراميك AlN الكثيف.
تلبيد الصحافة الساخنة (HPS)
يقلل من درجة حرارة التلبيد والوقت, إنتاج AlN عالي الكثافة ذو حبيبات دقيقة مع أداء حراري جيد.
تلبد شرارة البلازما (الصحة والصحة النباتية)
يتميز بالتسخين السريع والحبوب الموحدة, مثالية لمواد AlN عالية النقاء وعالية الأداء.
تلبيد الميكروويف
يحقق تسخينًا متكاملاً بكفاءة عالية. تساعد الإضافات المناسبة في الحصول على سيراميك AlN ذو موصلية حرارية مناسبة.
تلبد الإيدز اختيار & نسبة
المساعدات المناسبة تعزز التكثيف, تحسين البنية المجهرية وتحسين الخصائص العامة.
التحكم في درجة الحرارة والمدة
التسخين المعتدل يسهل التكثيف, في حين أن درجة الحرارة المفرطة تسبب التشوه.
تعديل جو التلبد
تعمل الأجواء المحددة على تقييد التحلل الحراري وتحسين أداء المواد بشكل فعال.
الأسئلة الشائعة حول نيتريد الألومنيوم (آل ن) سيراميك
س1: ما هي الموصلية الحرارية للسيراميك AlN؟?
أ: يتميز AlN التجاري بالتوصيل الحراري 170-230 ث / م · ك, 5-7 مرات أعلى من الألومينا. وتختلف القيمة حسب النقاء وعملية التلبيد. نحن نوفر مواد متدرجة وفقًا لمتطلبات تبديد الحرارة الخاصة بك.
Q2: هل يمكن لـ AlN أن يحل محل أكسيد البريليوم بالكامل (بي او)?
أ: نعم. إنه يوفر توصيلًا حراريًا عاليًا مشابهًا وغير سام ومتوافق مع RoHS, بمثابة أفضل بديل صديق للبيئة لـ BeO في عبوات إلكترونية عالية الطاقة.
س3: ماذا عن CTE من AlN?
أ: تبلغ درجة حرارة CTE حوالي 4.5×10⁻⁶/درجة مئوية, متوافق بشكل جيد مع السيليكون وGaAs. إنه يقلل بشكل فعال من الإجهاد الحراري ويحسن موثوقية التغليف للوحدات عالية الطاقة عالية التردد.
س 4: هل تقدم التخصيص غير القياسي والتصنيع الدقيق؟?
أ: نعم. نحن نقدم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي, الحفر بالليزر, الكتابة, الحز والتلميع. يرجى تقديم رسومات CAD أو 3D لتقييم التسامح والاقتباس.
س5: هل يمكن تعدين ركائز AlN؟?
أ: نعم. نحن نؤيد DPC, دي بي سي, AMB وعمليات طباعة الأفلام السميكة لتلبية احتياجات اللحام وتوصيل الدوائر.
س6: ما هي الأحجام والسماكات القياسية?
أ: سمك قياسي: 0.25مم, 0.38مم, 0.5مم, 0.635مم, 1.0مم. تشمل الأحجام الفارغة الشائعة 2/3/4 بوصة و114 × 114 ملم, 120× 120 ملم. القطع المخصص متاح.
س7: هل يتمتع AlN بعزل جيد ومقاومة للجهد؟?
أ: ممتاز. وهو عازل متفوقة مع قوة عازلة أكثر 15 كيلو فولت/مم ومقاومة عالية الحجم, ضمان التشغيل الآمن للأجهزة الإلكترونية ذات الجهد العالي.
Q8: لماذا يعتبر AlN أغلى من الألومينا؟?
أ: يتطلب تركيب مسحوق معقد وتلبيد بدرجة حرارة عالية تحت جو النيتروجين. كما أن صلابته العالية تسبب تآكلًا شديدًا لأدوات الماس أثناء المعالجة, مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف الإجمالية.
س9: هل هناك متطلبات موك?
أ: كمية الطلب المرنة متاحة. تدعم الركائز القياسية أوامر العينات الصغيرة. سيتم حساب موك للأجزاء المعالجة المخصصة بشكل منفصل على أساس تكلفة الإنتاج واستخدام المواد.
