Creuset en nitrure d'aluminium Creuset en aluminium ALN
Présentation du produit
L'AlN est synthétisé par réduction thermique de l'alumine ou par nitrure direct d'alumine.Il a une densité de 3,26 Enregistré et protégé par MarkMonitor-3, bien qu'il ne fonde pas, se décompose au-dessus de 2 500 °C dans l'atmosphère.Le matériau est lié de manière covalente et résiste au frittage sans l’aide d’un additif formant un liquide.Typiquement, des oxydes tels que Y 2 O 3 ou CaO permettent de réaliser un frittage à des températures comprises entre 1 600 et 1 900 °C.
Le nitrure d'aluminium est un matériau céramique doté d'excellentes performances globales, et ses recherches remontent à plus de cent ans.Il est composé de F. Birgeler et A. Geuhter Trouvé en 1862 et en 1877 par JW MalletS Le nitrure d'aluminium a été synthétisé pour la première fois, mais il n'a eu aucune utilisation pratique pendant plus de 100 ans, lorsqu'il a été utilisé comme engrais chimique. .
Le nitrure d'aluminium étant un composé covalent, avec un faible coefficient d'auto-diffusion et un point de fusion élevé, il est difficile à fritter.Ce n'est que dans les années 1950 que les céramiques de nitrure d'aluminium ont été produites avec succès pour la première fois et utilisées comme matériau réfractaire dans la fusion du fer pur, de l'aluminium et des alliages d'aluminium.Depuis les années 1970, avec l'approfondissement de la recherche, le procédé de préparation du nitrure d'aluminium est devenu de plus en plus mature et son champ d'application s'est élargi.Surtout depuis l'entrée dans le 21ème siècle, avec le développement rapide de la technologie microélectronique, des machines électroniques et des composants électroniques vers la miniaturisation, la légèreté, l'intégration, la haute fiabilité et la direction de sortie de puissance élevée, des dispositifs de plus en plus complexes de substrats et de matériaux d'emballage de dissipation thermique ont été mis en place. faire avancer des exigences plus élevées, promouvoir davantage le développement vigoureux de l’industrie du nitrure d’aluminium.
Caractéristiques principales
AlN Résiste à l’érosion de la plupart des métaux en fusion, notamment l’aluminium, le lithium et le cuivre
Il résiste à la plupart des érosions du sel fondu, y compris les chlorures et la cryolite.
Haute conductivité thermique des matériaux céramiques (après l'oxyde de béryllium)
Résistivité volumique élevée
Rigidité diélectrique élevée
Il est érodé par l'acide et l'alcali
Sous forme de poudre, il est facilement hydrolysé par l'eau ou l'humidité.
Application principale
1, l'application du dispositif piézoélectrique
Le nitrure d'aluminium a une résistivité élevée, une conductivité thermique élevée (8 à 10 fois supérieure à celle d'Al2O3) et un faible coefficient de dilatation similaire à celui du silicium, qui est un matériau idéal pour les appareils électroniques à haute température et haute puissance.
2, le matériau du substrat de l'emballage électronique
Les matériaux de substrat céramique couramment utilisés sont l'oxyde de béryllium, l'alumine, le nitrure d'aluminium, etc., dans lesquels le substrat céramique d'alumine a une faible conductivité thermique, le coefficient de dilatation thermique ne correspond pas à celui du silicium ;bien que l'oxyde de béryllium ait d'excellentes propriétés, sa poudre est très toxique.
Parmi les matériaux céramiques existants qui peuvent être utilisés comme matériaux de substrat, la céramique de nitrure de silicium a la résistance à la flexion la plus élevée, une bonne résistance à l'usure, est le matériau céramique avec les meilleures performances mécaniques globales et le plus petit coefficient de dilatation thermique.Les céramiques de nitrure d'aluminium ont une conductivité thermique élevée, une bonne résistance aux chocs thermiques et possèdent toujours de bonnes propriétés mécaniques à haute température.En termes de performances, le nitrure d'aluminium et le nitrure de silicium sont actuellement les matériaux les plus appropriés pour les substrats d'emballage électronique, mais ils ont également un problème commun : leur prix est trop élevé.
3, et sont appliqués aux matériaux luminescents
La largeur maximale de la bande interdite directe du nitrure d'aluminium (AlN) est de 6,2 eV, ce qui présente une efficacité de conversion photoélectrique plus élevée que celle des semi-conducteurs à bande interdite indirecte.AlN En tant que matériau important émettant de la lumière bleue et de la lumière UV, il est appliqué à la diode électroluminescente UV/UV profond, à la diode laser UV et au détecteur UV.De plus, l'AlN peut former des solutions solides continues avec des nitrures du groupe III tels que GaN et InN, et son alliage ternaire ou quaternaire peut ajuster en continu sa bande interdite des bandes visibles aux bandes ultraviolettes profondes, ce qui en fait un matériau luminescent haute performance important.
4, qui sont appliqués aux matériaux du substrat
Les cristaux d'AlN constituent un substrat idéal pour les matériaux épitaxiaux GaN, AlGaN ainsi que AlN.Comparé au substrat saphir ou SiC, l'AlN présente une meilleure correspondance thermique avec le GaN, une compatibilité chimique plus élevée et moins de contraintes entre le substrat et la couche épitaxiale.Par conséquent, lorsque le cristal AlN est utilisé comme substrat épitaxial GaN, il peut réduire considérablement la densité de défauts dans le dispositif, améliorer les performances du dispositif et présente de bonnes perspectives d'application dans la préparation de produits électroniques à haute température, haute fréquence et haute puissance. dispositifs.
De plus, le substrat de matériau épitaxial AlGaN avec un cristal AlN comme composant à haute teneur en aluminium (Al) peut également réduire efficacement la densité de défauts dans la couche épitaxiale de nitrure, et améliorer considérablement les performances et la durée de vie du dispositif semi-conducteur au nitrure.Des détecteurs aveugles quotidiens de haute qualité basés sur AlGaN ont été appliqués avec succès.
5, utilisé dans la céramique et les matériaux réfractaires
Le nitrure d'aluminium peut être appliqué au frittage de céramiques structurelles, de céramiques de nitrure d'aluminium préparées, non seulement de bonnes propriétés mécaniques, une résistance au pliage supérieure à celle des céramiques Al2O3 et BeO, une dureté élevée, mais également une résistance aux températures élevées et à la corrosion.Utilisant la résistance thermique et la résistance à la corrosion de la céramique AlN, il peut être utilisé pour fabriquer des pièces résistantes à la corrosion à haute température telles que des creusets et des plaques d'évaporation en aluminium.De plus, les céramiques AlN pures sont des cristaux transparents incolores, dotés d'excellentes propriétés optiques, et peuvent être utilisées comme fenêtre infrarouge à haute température et revêtement résistant à la chaleur pour les céramiques transparentes fabriquant des dispositifs optiques électroniques.
6. Composites
Le matériau composite résine époxy/AlN, en tant que matériau d'emballage, nécessite une bonne conductivité thermique et une bonne capacité de dissipation thermique, et cette exigence est de plus en plus stricte.En tant que matériau polymère doté de bonnes propriétés chimiques et d'une stabilité mécanique, la résine époxy est facile à durcir, avec un faible taux de retrait, mais la conductivité thermique n'est pas élevée.En ajoutant des nanoparticules d'AlN présentant une excellente conductivité thermique à la résine époxy, la conductivité thermique et la résistance peuvent être efficacement améliorées.
