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January 20, 2024

Por que a cerâmica de nitreto de alumínio pode se destacar?

De acordo com os dados da MaxMize Market Research, o tamanho do mercado global de substrato de cerâmica em 2021 atingiu 6,59 bilhões de dólares, crescerá a uma taxa média anual de cerca de 6,57%e deve atingir 10,96 bilhões de dólares em 2029. Como material ideal Para substrato cerâmico, a cerâmica de nitreto de alumínio possui uma ampla gama de mercado e diferentes tipos de produtos atendem às necessidades de diferentes aplicações, entre as quais DBC, DPC, AMB, HTCC e peças de cerâmica estrutural são os principais tipos de produtos.


Devido ao rápido desenvolvimento de novos veículos elétricos e de energia, os substratos metalizados de AMB e DBC aumentaram fortemente na aplicação do IGBT; O DPC é favorecido pelo mercado de LED de alta potência; HTCC por causa da radiofrequência, a indústria militar para impulsionar o crescimento da demanda; O otário eletrostático usado nas bolachas de silício semicondutor é uma aplicação importante de peças estruturais de LN. A Demand ALN continuará se beneficiando do semicondutor de rápido crescimento e dos novos mercados de energia.


Com o rápido desenvolvimento da indústria de eletrônicos nos últimos anos, a demanda do mercado por nitreto de alumínio na China está crescendo rapidamente, e a demanda por pó de nitreto de alumínio na China manterá uma taxa de crescimento de cerca de 15%, e a demanda do mercado doméstico irá ter cerca de 5.600 toneladas até 2025. A produção doméstica de nitreto de alumínio não pode atender à demanda do mercado, e o pó depende muito das importações. No entanto, com o aprofundamento da pesquisa doméstica, a tecnologia de preparação de nitreto de alumínio continua a melhorar, a lacuna em casa e no exterior está gradualmente se estreitando e, com o forte apoio da política da China e a expansão contínua da demanda do mercado, a indústria de pó doméstico está avançando para alta qualidade. O artigo a seguir explicará por que os materiais de nitreto de alumínio podem se destacar na família da cerâmica avançada.


1. As vantagens pendentes do nitreto de alumínio:


Devido à sua excelente condutividade térmica e coeficiente de expansão térmica silício, o nitreto de alumínio se tornou um material em questão no campo da eletrônica. O nitreto de alumínio é um composto de ligação covalente de zinciita cristalina hexagonal com excelente condutividade térmica, isolamento elétrico confiável, baixa constante dielétrica e perda dielétrica, resistência à erosão plasmática, coeficiente de expansão térmica não tóxica e correspondente com silício. Não é apenas um material ideal para a embalagem de uma nova geração de substratos de dissipação de calor e dispositivos eletrônicos, mas também para trocadores de calor, cerâmica piezoelétrica e filmes finos, enchimentos condutores térmicos, escudos de gravação de nitreto de alumínio, barcos de evaporação de nitreto de alumínio para OLED, OLED, OLED, etc., com amplas perspectivas de aplicação.

A microestrutura do nitreto de alumínio determina sua excelente condutividade e isolamento térmico, consulte a Figura 1.

Microstructural of AlN ceramic

De acordo com o estudo "Propriedades de formação e sinterização de fundição da cerâmica de nitreto de alumínio", devido ao pequeno peso atômico dos dois elementos compostos por moléculas de nitreto de alumínio, estrutura cristalina relativamente simples, boa propriedade harmônica, o comprimento formado de al-n, ligação A energia e a ressonância de ligação covalente são favoráveis ​​ao mecanismo de transferência de calor fonon. Para que um material LN tenha excelente condutividade térmica do que os materiais não metálicos gerais, além disso, um LN possui alto ponto de fusão, alta dureza e alta condutividade térmica e melhores propriedades dielétricas.


2. A resistência citiva do nitreto de alumínio


De acordo com a pesquisa de "novos progressos no estudo dos fatores de influência da condutividade térmica e da força de flexão da cerâmica A-LN", o A-LN tem sido amplamente preocupado devido ao seu alto coeficiente de expansão térmica com SI, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto tradicional, enquanto Materiais de substrato, como o Al2O3, estão amplamente preocupados devido à sua baixa condutividade térmica. Seu valor é de cerca de 1/5 de uma cerâmica de LN e o coeficiente de expansão linear não corresponde ao Si, o que não pode atender à demanda real, consulte a Figura 2.

Properties comparison between AlN and Al2O3


A condutividade térmica do BEO e do substrato de cerâmica SiC também é relativamente alta, mas a toxicidade do BEO é alta e o isolamento do SiC é ruim. Como um novo tipo de material cerâmica de alta condutividade térmica, um LN possui as características do coeficiente de expansão térmica próximo ao SI, excelente desempenho dissipativo de calor, não-tóxico etc., e espera-se que se torne um excelente material para substituir o substrato cerâmico al2O33 , SIC e BEO para a indústria eletrônica, consulte a tabela a seguir para obter dados técnicos. folha de várias cerâmicas técnicas


Propriedade y


ALN


AL2O3


Sic


Beo


Densidade

(G/CC)

3,26 3,9 3,12 2,9

Condutividade térmica

( W/Mk a 25 ℃)

170 ~ 320 20 ~ 31 50 ~ 270 150 ~ 270

Coeficiente médio de

expansão térmica ( 1 × 10-6/℃)

4,4 8,8 5,2 9.0

Calor específico

1 x 10^3 J/(kg · k)

0,75 0,75 - 1,046

MOHS DUESS

(GPA)

9 9 9,2 ~ 9,5 9

Resistência à flexão

(MPA)

300 ~ 500 300 ~ 400 350 ~ 450 20 ~ 40

Constantes dielétricos

(1MHz )

8,8 9,3 40 6,7
Resistividade de volume
( Ohm.cm em 25 ℃)
> 1 x 10^14
> 1 x 10^14
> 1 x 10^15
> 1 x 10^14

Tóxico ou não


Não


Não


Sim


Não




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