Керамика из нитрида алюминия с высокой теплопроводностью

Описание

Керамика на основе нитрида алюминия (AlN) представляет собой новый керамический материал, известный своими исключительными комплексными свойствами. Он обладает целым рядом выдающихся свойств, включая замечательную теплопроводность, надежную электроизоляцию, низкую диэлектрическую проницаемость и минимальные диэлектрические потери. Он характеризуется нетоксичностью и совместимостью с кремнием по тепловому расширению, что делает его идеальным выбором для таких передовых применений, как высокоинтегрированные полупроводниковые подложки и упаковка электронных устройств. Обладая температурой разложения до 2450℃ при комнатной температуре, он служит универсальным материалом для изготовления тиглей, испарительных лодочек, защитных трубок термопар и высокотемпературных изоляционных компонентов, используемых при выплавке цветных металлов и полупроводниковых материалов, например арсенида галлия. Одновременно он находит применение в качестве высокотемпературной коррозионно-стойкой конструкционной керамики и прозрачной керамики на основе нитрида алюминия.

Ключевые особенности:

1. Исключительно высокая теплопроводность (до 170 Вт/м – К), сравнимая с BeO и SiC и превосходящая Al2O3 более чем в пять раз.
2. Коэффициент теплового расширения (4,5 × 10-6/℃) близко соответствует Si (3,5-4 × 10-6/℃) и GaAs (6 × 10-6/℃).
3. Выдающиеся электрические свойства, включающие диэлектрическую проницаемость, диэлектрические потери, объемное удельное сопротивление и диэлектрическую прочность.
4. Сильные механические свойства, более высокая прочность на изгиб, чем у керамики Al2O3 и BeO, и возможность спекания при нормальном давлении.
5. Отличительные характеристики оптической передачи.
6. Эффективные изоляционные свойства и стойкость к плазменному травлению.

Приложения:

1. Керамические подложки из нитрида алюминия, отличающиеся высокой теплопроводностью, низким коэффициентом расширения, прочностью, устойчивостью к высоким температурам, химической стойкостью, удельным сопротивлением и низкими диэлектрическими потерями. Это делает его оптимальным выбором для изготовления теплоотводящих подложек и упаковочных материалов в крупногабаритных интегральных схемах.
2. Нитрид алюминия служит новым износостойким керамическим материалом с высокой твердостью, превосходящим традиционный оксид алюминия и пригодным для деталей, подвергающихся интенсивному износу.
3. Благодаря жаропрочности, стойкости к эрозии расплава и термоударам керамика AIN находит применение в изготовлении тиглей для кристаллов GaAs, испарительной посуды для Al, магнитогидродинамических энергетических устройств, коррозионностойких деталей для высокотемпературных турбин, а также инфракрасных окон благодаря своим оптическим свойствам. Тонкие пленки AlN используются для изготовления высокочастотных пьезоэлектрических компонентов, подложек для СБИС и т.д.
4. Жаропрочность, коррозионная стойкость и кислотостойкость нитрида алюминия делают его идеальным материалом для плавильных тиглей для таких металлов, как алюминий, медь, серебро, свинец, а также для спекания и изготовления литейных форм. При контакте с влажным воздухом на поверхности образуется тонкая оксидная пленка, повышающая ее функциональность.

Технические данные