(فشار داغ AlNتولید شده توسطWintrustek)
نیترید آلومینیوم (AIN) به دلیل هدایت حرارتی عالی و ویژگی های عایق الکتریکی استثنایی خود مشهور است. این یک ماده سرامیکی رایج است که در طیف گسترده ای از تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. سرامیکهای نیترید آلومینیوم در برابر فلزات مذاب، از جمله مس، لیتیوم و آلومینیوم، علاوه بر انبساط حرارتی و خواص عایق الکتریکی، مقاوم هستند. نیترید آلومینیومبه دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی، یک ماده مفید در کاربردهای مختلف صنعتی است.
با این حال، در تولید، نیترید آلومینیوم در درجه اول بر اساس فرآیند پخت به دو نوع تقسیم می شود:نیترید آلومینیوم متخلخل بدون اطمینان ونیترید آلومینیوم فشرده داغ. ویژگی ها و کاربردهای این دو دسته تفاوت قابل توجهی دارد.
نیترید آلومینیوم بدون فشارپودر نیترید آلومینیوم با خلوص بالا را با مقدار کمی کمک تف جوشی (مانند Y2O3) مخلوط می کند، مخلوط را به شکل دلخواه در می آورد (مثلاً با پرس خشک یا پرس ایزواستاتیک)، و سپس آن را در دمای بالا (1800 درجه سانتیگراد تا 2000 درجه سانتیگراد) تحت یک جو خنثی محافظ (نیتروژن) تف جوشی می کند. این فرآیند بر واکنش بین کمک تف جوشی و آلومینا موجود در سطح ذرات AlN متکی است و فاز مایعی را تشکیل می دهد که به بازآرایی و چگالش ذرات کمک می کند.
ویژگی ها:
هزینه کمتر: تجهیزات مورد نیاز نسبتاً ساده است و آن را برای تولید انبوه در مقیاس بزرگ مناسب می کند.
اشکال پیچیده: می تواند قطعات مختلف با شکل نامنظم و صفحات نازک (مانند زیرلایه های سرامیکی) را تولید کند.
عملکرد: اگرچه می تواند اکثر نیازهای صنعتی را برآورده کند، اما به دلیل عدم وجود فشار خارجی، منافذ ریز به راحتی در مواد وجود دارد و چگالی آن معمولاً بین 97٪ تا 99٪ است.
برنامه های اصلی:
بسترهای بسته بندی نیمه هادی (مانند زیرلایه های LED و ماژول قدرت)
سینک های حرارتی و واشرهای عایق
اجزای دستگاه مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر حرارت
نیترید آلومینیوم فشرده داغبا استفاده از فرآیند خاصی به نام پرس گرم تولید می شود. در حین تف جوشی در دمای بالا، فشار بالای یک طرفه ده ها یا حتی صدها مگا پاسکال روی مواد اعمال می شود. این اثر هم افزایی دمای بالا و فشار بالا کلید دستیابی به عملکرد استثنایی آن است.
ویژگی ها:
چگالی بسیار بالا: فشار منافذ بین ذرات را خارج می کند و در نتیجه چگالی می تواند به مقدار نظری (99٪) نزدیک شود.
خواص مکانیکی عالی: در مقایسه با AlN زینتر شده معمولی، AlN فشرده داغ دارای استحکام خمشی و سختی بالاتری است.
هدایت حرارتی عالی: به دلیل تخلخل بسیار کم، پراکندگی فونون کاهش می یابد و رسانایی حرارتی آن معمولاً پایدارتر و به حد بالایی نزدیکتر است.
محدودیت ها: هزینه بالا، راندمان تولید پایین و معمولاً فقط اشکال هندسی ساده مانند دیسک ها یا بلوک ها قابل پردازش هستند.
برنامه های کاربردی اصلی (الزامات تخصصی پیشرفته):
اتلاف حرارت و بسته بندی لیزرهای پرقدرت
دستگاه های فرکانس رادیویی/مایکروویو با چگالی بالا نسل بعدی
اتلاف گرما برای سیستم های الکترونیکی با قابلیت اطمینان فوق العاده بالا در زمینه هوافضا
تجهیزات تحقیقات علمی یا اجزای تست معیار تحت شرایط شدید خاص
چگونه باید انتخاب کرد؟
انتخاب کنیدنیترید آلومینیوم بدون فشاراگر: با بردهای مدار الکترونیکی (PCB)، هیت سینک LED یا اجزای عایق صنعتی ساده کار می کنید. نیترید آلومینیوم بدون فشار مقرون به صرفه ترین و بالغ ترین گزینه است.
انتخاب کنیدنیترید آلومینیوم فشرده داغاگر: محیط برنامه شما بسیار سخت است، مانند چاک های الکترواستاتیک (ESC) برای تجهیزات اچینگ نیمه هادی، پایه های لیزری با کارایی بالا، یا اجزای ساختاری دقیقی که نیاز به مقاومت در برابر استرس مکانیکی بالا دارند. مزایای چگالی و استحکام نیترید آلومینیوم پرس گرم در این موارد غیرقابل جایگزین است.
