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Aluminiumnitrid-Keramik

Mit seinen Eigenschaften der elektrischen Isolierung und ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit ist Aluminiumnitrid (AlN) Keramik ideal für Anwendungen, bei denen eine Wärmeableitung erforderlich ist. Darüber hinaus wird es aufgrund eines Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), der nahe bei dem von Silizium liegt, und hervorragender Plasmabeständigkeit für Komponenten von Halbleiterverarbeitungsausrüstung verwendet.

Aluminiumnitrid (AlN) Keramik zeigt folgende herausragende Eigenschaften:

  • Gute mechanische Eigenschaften,
  • Höhere Biegefestigkeit als Al2O3 und BeO Keramik,
  • Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit.
  • Höhere Wärmeleitfähigkeit kombiniert mit guter elektrischer Isolierung.
  • Ausgezeichnete Stabilität bei Kontakt mit vielen geschmolzenen Salzen.
  • Thermische Stabilität bis mindestens 1500°C
  • Günstige mechanische Eigenschaften, die sich auch in hohen Temperaturen erhalten.
  • Niedrige Wärmeausdehnung und Widerstand gegen thermischen Schock.
  • Spezial optische und akustische Eigenschaften.

Physikalische Eigenschaften von Aluminiumnitrid-Keramik:

Eigenschaften Wert
Farbe  Dunkelgrau
Hauptbestandteil 96% AlN
Volumendichte (g/cm3) 3,335
Wasseraufnahme 0,00
Biegefestigkeit (MPa) 382,70
Dielektrische Konstante (1 MHz) 8,56
Wärmeausdehnungskoeffizient (/°C, 5°C/min, 20-300°C) 2,805*10-6
Wärmeleitfähigkeit (30°C) >=170
Chemische Beständigkeit (mg/cm2) 0,97
Wärmechocksbeständigkeit Keine Risse
Spezifischer Widerstand (Ω·cm) (20°C) 1,4*1014
Dielektrische Festigkeit (kV/mm) 18,45
Oberflächenrauheit Ra (μm) 0,3-0,5
Krümmung (Länge ‰) <=2‰

Formgebungstechniken:

  • Keramische Spritzguss
  • Niedrdruck-Spritzguss
  • Kaltisostatische Presse
  • Trockenpressen
  • Bandkasten
  • Präzisionsbearbeitung

Produkte aus Aluminiumnitrid-Keramik:

  • AlN Keramik-Wärmeleiter für Hochleistungssysteme
  • AlN-Krüge, Al-Evaporationsschalen und andere hitzebeständige Korrosionsbeständige Teile.
  • Direktbondkupfer-Substrate (DBC)
  • AlN-Keramik-Stab
  • ALN Keramik-Wafer
  • ALN Keramik-Substrat
  • AlN Keramik-Heizvorrichtung
  • Kundenspezifische Form

Anwendung von Aluminiumnitrid-Keramik-Komponenten:

  • Komponenten für Halbleiterausrüstung
  • IC-Gehäuse
  • Wärmeleitmodule-Substrat
  • Substrat für Hochleistungstransistormodule
  • Substrat für Hochfrequenzgeräte
  • Exotherme Isolierplatte für Thyristor-Module
  • Halbleiterlaser, festes Substrat für Leuchtdioden (LED)
  • Hybridintegriertes Modul, Zündgerätemodul
  • Verwendet beim Sintern von strukturellen Keramiken
  • AlN-Krüge für Metallschmelzen & elektronische Zigaretten
  • Einsatz in Leuchtmitteln
  • Einsatz als Substratmaterial

Aluminiumnitrid (AlN) hat eine maximale direkte Bandlücke von 6,2 eV, was eine höhere photoelektrische Umwandlungseffizienz als Halbleiter mit indirekter Bandlücke ermöglicht. Als wichtiges blaues und ultraviolettes Leuchtmaterial wird AlN in ULTRAVIOLETT/tiefem UV-LEDs, UV-Laserdioden und UV-Detektoren verwendet. Darüber hinaus kann AlN mit Gruppe-III-Nitridverbindungen wie GaN und InN kontinuierliche Festkörperlösungen bilden, und seine drei- oder vierkomponentigen Legierungen ermöglichen kontinuierlich einstellbare Bandlücken vom sichtbaren Bereich bis in den tiefen UV-Bereich, was es zu einem wichtigen hochleistungsfähigen Leuchtmaterial macht.

AlN-Kristalle sind ideale Substrate für GaN-, AlGaN- und AlN-Epitaxialschichten. Im Vergleich zu Saphir- oder SiC-Substraten bietet AlN eine höhere thermische Passung und chemische Kompatibilität mit GaN sowie geringere Spannungen zwischen Substrat und Epitaxialschicht. Daher kann AlN-Kristall als GaN-Epitaxialsubstrat die Defektdichte im Gerät deutlich verringern, die Leistung des Geräts verbessern und sich in der Herstellung von Hochtemperatur-, Hochfrequenz- und Hochleistungselektronik gut etablieren.

Darüber hinaus kann das Substrat für AlGaN-Epitaxialschichten mit AlN-Kristall als hochaluminiumhaltiges Komponente die Defektdichte in der Nitrid-Epitaxialschicht effektiv reduzieren und die Leistung und Lebensdauer der Nitrid-Halbleitergeräte deutlich verbessern.


Erklärung: Dies ist ein Originalartikel von INNOVACERA®. Bitte geben Sie den Quelllink an, wenn Sie ihn erneut veröffentlichen: https://www.innovacera.com/de/product/aluminum-nitride-ceramics.

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