El Nitruro de aluminio (AlN) es un material cerámico técnico avanzado que presenta una combinación sumamente interesante de alta conductividad térmica (hasta 230 W/m·K) y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico.
Esto hace que el sustrato cerámico de nitruro de aluminio (AlN) se utilice ampliamente en electrónica de potencia y microelectrónica. Por ejemplo, se utiliza como portador de circuitos (sustrato) en semiconductores o como disipador de calor en la tecnología de iluminación LED o la electrónica de alta potencia.
Ventajas del sustrato cerámico de nitruro de aluminio (AlN)
·Alta conductividad térmica (170-230 W/mK), hasta 9,5 veces superior a la del sustrato cerámico de óxido de aluminio.
·Coeficiente de expansión térmica similar al de los semiconductores de silicio (Si), GaN y GaAs. Esto contribuye a una alta fiabilidad del chip de silicio (Si) y a los ciclos de calentamiento térmico.
Alto aislamiento eléctrico y constante dieléctrica reducida.
Alta resistencia mecánica (450 MPa).
Excelente resistencia a la corrosión por metal fundido.
Muy alta pureza, sin toxicidad.
Propiedades del material de la cerámica de AlN:
| Propiedades | Unidad | AN170 | AN200 | AN230 | AN99 | AN999 |
| Color | – | Gris | Gris | Beige | Gris | Beige |
| Contenido de AlN | – | ≥95% | ≥95% | ≥96% | ≥99% | ≥99.9% |
| Densidad aparente | g/cm³ | ≥3.30 | ≥3,30 | ≥3,28 | ≥3,26 | ≥3,25 |
| Resistencia a la flexión | MPa | ≥400 | ≥300 | ≥300 | ≥300 | ≥300 |
| MPa | 2500 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | |
| Hv 500 g | Gpa | 10,5 | 9,5 | 9 | 9 | 9 |
| Módulo de Young | Gpa | 300 | 300 | 300 | 280 | 280 |
| Conductividad térmica a 20 °C | W/m·K | ≥170 | ≥200 | ≥220 | ~100 | ~90 |
| Calor específico | KJ/(Kg·K) | 0,74 | 0,74 | 0,73 | 0,73 | 0,73 |
| C.T.E. (t.a. -400 °C) | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | |
| Resistividad volumétrica | Ω·cm 20 °C | ≥1014 | ≥1014 | ≥1013 | ≥1010 | ≥1010 |
| Rendimiento dieléctrico | KV/mm | ≥16 | ≥16 | ≥15 | ≥15 | ≥15 |
| Constante dieléctrica (@1MHz) | – | 8.6 | 8.6 | 8.6 | 8.6 | 8.6 |
| Tangente de pérdida (@1 MHz) | ×10-4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Aplicaciones de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio (AlN)
Microelectrónica: Ideal para circuitos integrados y dispositivos electrónicos.
Empaquetado de LED: Garantiza una gestión térmica eficaz en aplicaciones LED.
Electrónica de potencia: Se utiliza en módulos de potencia y circuitos de alta frecuencia.
Fabricación de semiconductores: Proporciona una plataforma estable para dispositivos semiconductores.
MicroComponentes de ondas de radiofrecuencia (RF): Ideales para aplicaciones que requieren un rendimiento de alta frecuencia.
Sustratos cerámicos de nitruro de aluminio (AlN) disponibles para diversos procesos de metalización, como película delgada, película gruesa, cobre con unión directa, soldadura fuerte activa y cobre con recubrimiento directo.
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Cuadrados estándar: 25,4 mm, 50,8 mm, 101,6 mm y 114,3 mm (1», 2», 4», 4,5»)
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