Wärmeleitfähigkeitswerte und andere Anwendungen von Aluminiumnitrid

Aluminiumnitrid (AlN) ist ein neuartiges keramisches Material mit ausgezeichneten umfassenden Leistungen, das für seine erstaunliche Wärmeleitfähigkeit bekannt ist und breite Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen bietet.

Numerischer Wert der Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid
Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid ist eine seiner herausragendsten Eigenschaften. Theoretisch beträgt die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid bis zu 320 W/(m - K) und übertrifft damit bei weitem die von herkömmlichen keramischen Werkstoffen wie Aluminiumoxid, das eine Wärmeleitfähigkeit von nur 7-10 W/(m - K) aufweist. In der Praxis liegt die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitridkeramik aufgrund der Beschränkungen des Herstellungsverfahrens in der Regel im Bereich von 100-260 W/(m - K), aber selbst dann ist sie bereits um ein Vielfaches oder sogar um ein Zehnfaches höher als bei herkömmlichen Keramikmaterialien. So hat die Toshiba Corporation in Japan erfolgreich die Massenproduktion von AlN-Keramiksubstraten mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 170 W/(m - K) und 200 W/(m - K) erreicht, während die Maruwa Corporation in Japan in der Lage ist, AlN-Keramiksubstrate mit einer Wärmeleitfähigkeit von 170-200 W/(m - K) in Massenproduktion herzustellen, und ihr AlN-Keramiksubstrat mit ultrahoher Wärmeleitfähigkeit erreicht sogar eine Wärmeleitfähigkeit von über 230 W/(m - K).

Andere Anwendungen von Aluminiumnitrid
Substrat zur Wärmeableitung und Gehäuse für elektronische Bauteile
Aluminiumnitridkeramik hat eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem von Silizium entspricht, sowie eine gute mechanische Festigkeit und chemische Stabilität, was sie zu einem idealen Material für die neue Generation von Wärmeableitungssubstraten und die Verpackung elektronischer Geräte macht. Es eignet sich hervorragend für die Verpackung von hybriden Leistungsschaltern und Mikrowellen-Vakuumröhren und ist auch eine ideale Wahl für großformatige Substrate für integrierte Schaltungen.
Elektrostatischer Saugnapf für die Waferbearbeitung
Bei der Halbleiterherstellung müssen Wafer zwischen verschiedenen Prozessanlagen transportiert werden, und elektrostatische Saugnäpfe fixieren die Wafer durch elektrostatische Adsorption, um die Verarbeitungsgenauigkeit und Sauberkeit der Wafer zu gewährleisten. Aluminiumnitridkeramik ist aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit ein ideales Material für elektrostatische Saugnäpfe bei der Bearbeitung von Siliziumkarbid-Wafern geworden.
Hochleistungskühlkörper für LEDs
Als neue Generation der Beleuchtungstechnologie war die Wärmeableitung von LEDs schon immer ein Problem. Aluminiumnitrid-Keramik ist aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit zum bevorzugten Material für Hochleistungs-LED-Kühlkörper geworden, wodurch die Lebensdauer und Leistung von LEDs effektiv verbessert wird.
hitzebeständiges Material
Aluminiumnitridkeramik ist auch bei hohen Temperaturen stabil und weist eine gute Oxidationsbeständigkeit und chemische Beständigkeit auf. Daher können sie als hitzebeständige Hochtemperaturkomponenten wie Tiegel, Verdampferschiffchen, Thermoelementschutzrohre usw. zum Schmelzen von Nichteisenmetallen und Halbleitermaterialien verwendet werden.
Dünnschichtmaterialien
Aluminiumnitrid-Dünnschichten haben eine hohe Durchschlagsfeldstärke, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen hohen elektrischen Widerstand und eine ausgezeichnete chemische und thermische Stabilität, so dass sie häufig als Isolationsmedien und Isolationsmaterialien in der Verpackung von elektronischen Geräten und integrierten Schaltkreisen verwendet werden. Darüber hinaus weisen hochwertige Aluminiumnitridfilme auch Eigenschaften wie eine hohe Ultraschallübertragungsgeschwindigkeit und einen geringen Schallwellenverlust auf und finden breite Anwendung in Bereichen wie Mechanik, Mikroelektronik und Optik.
Verbundwerkstoff
Aluminiumnitridpulver kann als wärmeleitender Füllstoff zu Polymermaterialien hinzugefügt werden, um organische Polymerverbundwerkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Darüber hinaus kann Aluminiumnitrid auch mit anderen keramischen Materialien kombiniert werden, um keramische Verbundwerkstoffe mit hoher Festigkeit, hoher Härte und hoher Verschleißfestigkeit herzustellen.
Andere Anwendungen
Aluminiumnitrid kann auch zur Herstellung spezieller Zusatzstoffe in Arzneimitteln, Kosmetika, Gegenständen des täglichen Bedarfs sowie als chemischer Katalysator verwendet werden. Aufgrund seiner Halbduktilität bei hoher Energie kann Aluminiumnitrid auch als kugelsicheres Material verwendet werden.

Aluminiumnitridmit seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften hat breite Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen wie Elektronik, Energie, Luft- und Raumfahrt, Landesverteidigung und Militärindustrie gezeigt.