Aluminiumnitride smeltkroes ALN aluminium smeltkroes
Productpresentatie
AlN wordt gesynthetiseerd door thermische reductie van aluminiumoxide of door directe nitride van aluminiumoxide.Het heeft een dichtheid van 3,26 (geregistreerd en beschermd door MarkMonitor-3). Hoewel het niet smelt, ontleedt het boven 2500 °C in de atmosfeer.Het materiaal is covalent gebonden en is bestand tegen sinteren zonder de hulp van een vloeistofvormend additief.Normaal gesproken maken oxiden zoals Y2O3 of CaO het mogelijk om te sinteren bij temperaturen tussen 1600 en 1900 °C.
Aluminiumnitride is een keramisch materiaal met uitstekende uitgebreide prestaties, en het onderzoek ervan gaat terug tot meer dan honderd jaar geleden.Het is samengesteld uit F. Birgeler en A. Geuhter. Gevonden in 1862 en in 1877 door JW MalletS. Aluminiumnitride werd voor het eerst gesynthetiseerd, maar het was gedurende meer dan 100 jaar geen praktisch gebruik, toen het werd gebruikt als chemische meststof. .
Omdat aluminiumnitride een covalente verbinding is, met een kleine zelfdiffusiecoëfficiënt en een hoog smeltpunt, is het moeilijk te sinteren.Pas in de jaren vijftig werd aluminiumnitride-keramiek voor het eerst met succes geproduceerd en gebruikt als vuurvast materiaal bij het smelten van puur ijzer, aluminium en aluminiumlegeringen.Sinds de jaren zeventig, met de verdieping van het onderzoek, is het bereidingsproces van aluminiumnitride steeds volwassener geworden en is het toepassingsgebied ervan uitgebreid.Vooral sinds het begin van de 21e eeuw, met de snelle ontwikkeling van micro-elektronicatechnologie, elektronische machines en elektronische componenten in de richting van miniaturisatie, lichtgewicht, integratie en hoge betrouwbaarheid en hoge vermogensuitvoer, worden steeds complexere apparaten van substraat en verpakkingsmaterialen met warmteafvoer geplaatst hogere eisen stellen, de krachtige ontwikkeling van de aluminiumnitride-industrie verder bevorderen.
Belangrijkste kenmerken
AlN Bestand tegen de erosie van de meeste gesmolten metalen, vooral aluminium, lithium en koper
Het is bestand tegen de meeste erosie van gesmolten zout, inclusief chloriden en kryoliet
Hoge thermische geleidbaarheid van keramische materialen (na berylliumoxide)
Hoge volumeweerstand
Hoge diëlektrische sterkte
Het wordt geërodeerd door zuur en alkali
In poedervorm wordt het gemakkelijk gehydrolyseerd door water of vocht
Hoofdtoepassing
1, de piëzo-elektrische apparaattoepassing
Aluminiumnitride heeft een hoge soortelijke weerstand, een hoge thermische geleidbaarheid (8-10 keer Al2O3) en een lage uitzettingscoëfficiënt, vergelijkbaar met silicium, wat een ideaal materiaal is voor elektronische apparaten met hoge temperaturen en hoog vermogen.
2, het elektronische verpakkingssubstraatmateriaal
De algemeen gebruikte keramische substraatmaterialen zijn berylliumoxide, aluminiumoxide, aluminiumnitride, enz., waarbij het keramische substraat van aluminiumoxide een lage thermische geleidbaarheid heeft, de thermische uitzettingscoëfficiënt komt niet overeen met die van silicium;hoewel berylliumoxide uitstekende eigenschappen heeft, is het poeder zeer giftig.
Van de bestaande keramische materialen die als substraatmateriaal kunnen worden gebruikt, heeft siliciumnitride-keramiek de hoogste buigsterkte, goede slijtvastheid, is het het keramische materiaal met de beste uitgebreide mechanische prestaties en de kleinste thermische uitzettingscoëfficiënt.Aluminiumnitride-keramiek heeft een hoge thermische geleidbaarheid, goede thermische slagvastheid en heeft nog steeds goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen.Qua prestaties zijn aluminiumnitride en siliciumnitride momenteel de meest geschikte materialen voor elektronische verpakkingssubstraten, maar ze hebben ook een gemeenschappelijk probleem: de prijs is te hoog.
3, en worden op de luminescerende materialen aangebracht
De maximale breedte van de directe bandafstand van aluminiumnitride (AlN) is 6,2 eV, wat een hogere foto-elektrische conversie-efficiëntie heeft vergeleken met halfgeleiders met indirecte bandafstand.AlN Als belangrijk blauwlicht- en UV-lichtgevend materiaal wordt het toegepast op UV / diepe UV-lichtgevende diodes, UV-laserdioden en UV-detectoren.Bovendien kan AlN continue vaste oplossingen vormen met nitriden uit groep III, zoals GaN en InN, en kan de ternaire of quaternaire legering de bandafstand continu aanpassen van zichtbare naar diepe ultraviolette banden, waardoor het een belangrijk hoogwaardig luminescerend materiaal wordt.
4, die op de substraatmaterialen worden aangebracht
De AlN-kristallen zijn een ideaal substraat voor GaN, AlGaN en AlN epitaxiale materialen.Vergeleken met saffier- of SiC-substraat heeft AlN een betere thermische match met GaN, een hogere chemische compatibiliteit en minder spanning tussen substraat en epitaxiale laag.Daarom, wanneer AlN-kristal wordt gebruikt als een GaN-epitaxiaal substraat, kan het de defectdichtheid in het apparaat aanzienlijk verminderen, de prestaties van het apparaat verbeteren en heeft het een goed toepassingsperspectief bij de voorbereiding van elektronische apparaten met hoge temperatuur, hoge frequentie en hoog vermogen. apparaten.
Bovendien kan het epitaxiale AlGaN-materiaalsubstraat met AlN-kristal als een component met een hoog aluminiumgehalte (Al) ook effectief de defectdichtheid in de epitaxiale nitridelaag verminderen en de prestaties en levensduur van het nitridehalfgeleiderapparaat aanzienlijk verbeteren.Hoogwaardige dagblinddetectoren op basis van AlGaN zijn met succes toegepast.
5, gebruikt in keramiek en vuurvaste materialen
Aluminiumnitride kan worden toegepast bij het sinteren van structurele keramiek, geprepareerde aluminiumnitride-keramiek, niet alleen goede mechanische eigenschappen, vouwsterkte is hoger dan Al2O3- en BeO-keramiek, hoge hardheid, maar ook hoge temperatuur- en corrosieweerstand.Met behulp van AlN keramische hittebestendigheid en corrosieweerstand kan het worden gebruikt om corrosiebestendige onderdelen op hoge temperatuur te maken, zoals smeltkroes en Al-verdampingsplaat.Bovendien zijn pure AlN-keramiek kleurloze transparante kristallen, met uitstekende optische eigenschappen, en kunnen ze worden gebruikt als infraroodvenster bij hoge temperaturen en hittebestendige coating voor transparante keramiek voor de productie van elektronische optische apparaten.
6. Composieten
Epoxyhars/AlN-composietmateriaal vereist als verpakkingsmateriaal een goede thermische geleidbaarheid en een goed warmteafvoervermogen, en deze eis wordt steeds strenger.Als polymeermateriaal met goede chemische eigenschappen en mechanische stabiliteit is epoxyhars gemakkelijk uit te harden, met een lage krimpsnelheid, maar de thermische geleidbaarheid is niet hoog.Door AlN-nanodeeltjes met uitstekende thermische geleidbaarheid aan de epoxyhars toe te voegen, kunnen de thermische geleidbaarheid en sterkte effectief worden verbeterd.
