질화 알루미늄(AlN) 세라믹 구조 부품 는 고순도 질화 알루미늄 분말을 첨단 세라믹 성형 및 소결 공정을 통해 제조한 고성능 정밀 부품입니다. 열전도율이 매우 높고 전기 절연성이 뛰어나며 기계적 강도와 열 안정성이 우수하여 전자 방열, 전력 전자, 반도체 제조, 레이저 기술 등의 분야에서 널리 사용되며 특히 열 관리 요구 사항이 엄격한 고밀도 집적 시스템에 적합합니다.
핵심 소재의 장점
질화 알루미늄(AlN)의 특성
열전도율이 매우 높습니다: 열전도율은 180-230W/(m - K)(금속 알루미늄에 근접)에 달해 산화 알루미늄보다 5-8배 높아 국부적인 핫스팟을 효과적으로 분산시킵니다.
뛰어난 전기 절연성: 체적 저항>10 ¹⁴Ω- cm, 파괴 강도>15 kV/mm, 고전압 및 높은 전기장 환경에 적합합니다.
낮은 열팽창 계수: 실리콘과의 뛰어난 호환성(CTE ≈ 4.2ppm/℃)으로 열 응력으로 인한 인터페이스 장애를 방지합니다.
높은 온도 안정성: 장기 사용 온도 > 800℃, 1200℃ 이상의 단기 내성, 진공 또는 불활성 분위기에서 안정적인 성능.
높은 기계적 강도: 굽힘 강도 ≥ 350 MPa, 경도 HV ≈ 1200으로 복잡한 구조 처리에 적합합니다.
재료의 비교 우위
성능 지표: 질화 알루미늄(AlN), 산화 알루미늄(Al ₂ O3), 산화 베릴륨(BeO), 구리 금속(Cu)
열전도율(W/(m - K)) 180~230 20~40 300~350 401
우수한 전기 절연성(체적 저항>10 ¹⁴) 우수(체적 저항>10 ¹²) 우수(체적 저항>10 ¹³) 전도성
밀도(g/cm ³) 3.26 3.9~4.0 2.85 8.96
독성, 무독성, 고독성, 무독성
처리 비용은 상대적으로 높음, 낮음, 매우 높음(독성이 강한 물질의 경우 특별한 보호가 필요함), 낮음(2차 처리 필요)으로 구분됩니다.
제품 디자인 및 프로세스
구조 설계
열 시뮬레이션 최적화: 유한 요소 분석(FEA)을 통해 방열 톱니, 유동 채널 및 기타 구조를 설계하여 열 전달 효율을 극대화합니다.
정밀 성형: 는 복잡한 기하학적 모양(예: 미세 구멍 배열 및 불규칙한 홈)의 설계를 지원하여 효과적인 방열 면적을 향상시킵니다.
금속화 프로세스: 표면을 금, 은, 구리로 도금하거나 몰리브덴 시트로 용접하여 세라믹과 금속을 신뢰성 높게 연결할 수 있습니다.
제조 공정
분말 처리: 고순도 AlN 분말(순도 ≥ 99.5%, D50100 W/(m - K)).
전기 절연 체적 저항>10 ¹⁴Ω- cm(25 ℃), 유전율 ≈ 8.5(1MHz)
열팽창계수(CTE)는 4.0~4.5ppm/℃(25~800℃)로 Si(4.2ppm/℃) 및 GaAs(5.8ppm/℃)와 호환성이 높습니다.
굽힘 강도 ≥ 350MPa(25℃), ≥ 200MPa(800℃)
3.5~4.0 MPa - m ¹/²의 파단 인성
장기 사용 온도: ≤ 800℃, 단기 제한: 1200℃(불활성 대기)
치수 정확도 사출 성형: ± 0.01mm; 건식 프레스 성형: ± 0.02mm
표면 거칠기: 연마 후 Ra ≤ 0.2 μ m, 연마 후 Ra ≤ 0.05 μ m
일반적인 애플리케이션 시나리오
전자 방열 분야
고출력 LED 방열판: 는 기존의 금속 방열판을 대체하고 방열 효율을 30% 이상 향상시키며 LED 수명을 연장합니다.
IGBT 모듈 기판: 는 SiC/GaN 디바이스의 고온 문제를 해결하고 열 저항을 0.2 K/W 이하로 낮춥니다.
5G 기지국 필터: 높은 열전도율과 낮은 손실 특성으로 고주파 및 고전력 시나리오에 적합합니다.
반도체 제조 장비
정전기 척(ESC): 회로 단락을 방지하는 높은 절연성, 웨이퍼 처리 수율을 개선하는 균일한 열 분포.
진공 챔버 구성 요소: 방사선 및 플라즈마 부식에 강해 에칭 기계 및 PVD 장비에 적합합니다.
레이저 및 광전자
레이저 방열판: 펌프 광열을 효율적으로 전달하고 레이저 출력 전력을 안정화합니다.
광학 컴포넌트 브래킷: 열팽창이 적어 광 경로 안정성이 보장되며 고정밀 레이저 시스템에 적합합니다.
새로운 에너지 차량
자동차 충전 모듈 방열: 800V 고전압 플랫폼의 열 관리 문제를 해결하기 위해 40%의 부피를 줄였습니다.
배터리 모듈 엔드 보드: 단열, 열 전도성, 경량 3 in 1 설계로 배터리 안전성을 강화했습니다.
맞춤형 서비스
재료 수정: 열충격 저항성 또는 윤활성을 향상시키기 위해 SiC 및 BN과 같은 두 번째 단계를 추가합니다.
구조 설계: 열 기계적 결합 시뮬레이션을 기반으로 토폴로지 최적화 솔루션을 제공합니다.
금속화 공정: 다양한 용접 공정에 적응할 수 있는 Au/Ag/Cu 금속화 시스템을 개발합니다.
코팅 서비스: 표면 소수성 또는 내마모성을 향상시키기 위해 DLC, SiO ₂ 및 기타 코팅을 증착합니다.
정밀 고열 전도성 절연 알루미늄 질화물 구조 부품 는 전자 기기, 반도체 제조, 신에너지 및 기타 분야에 최고의 열 관리 성능과 소재 신뢰성을 갖춘 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 방열 효율 개선, 장비 부피 최적화, 시스템 안정성 향상 등 기존 소재가 따라올 수 없는 이점을 제공합니다. 자세한 기술 정보, 샘플 테스트 또는 맞춤형 설계가 필요한 경우 언제든지 문의하여 질화 알루미늄 세라믹의 무한한 가능성을 함께 탐구해 보세요!
