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January 20, 2024

Pourquoi la céramique au nitrure d'aluminium peut-elle se démarquer?

Selon les données de Maxmize Market Research, la taille du marché mondial du substrat en céramique en 2021 a atteint 6,59 milliards de dollars américains, augmentera à un taux annuel moyen d'environ 6,57% et devrait atteindre 10,96 milliards de dollars américains en 2029. En tant que matériel idéal Pour le substrat en céramique, la céramique au nitrure d'aluminium possède un large éventail de marché, et différents types de produits répondent aux besoins des différentes applications, parmi lesquelles les principales types de produits DBC, DPC, AMB, HTCC et structurel.


En raison du développement rapide de nouveaux véhicules énergétiques et électriques, les substrats métallisés AMB et DBC ont fortement augmenté dans l'application de l'IGBT; DPC est favorisé par le marché LED haute puissance; HTCC en raison de la radiofréquence, de l'industrie militaire pour stimuler la croissance de la demande; La ventouse électrostatique utilisée dans les plaquettes de silicium semi-conductrices est une application importante des pièces structurelles LN. La demande d'ALN continuera de bénéficier du semi-conducteur à croissance rapide et des nouveaux marchés de l'énergie.


Avec le développement rapide de l'industrie de l'électronique ces dernières années, la demande du marché de poudre de nitrure d'aluminium en Chine augmente rapidement, et la demande de poudre de nitrure d'aluminium en Chine maintiendra un taux de croissance d'environ 15%, et la demande du marché intérieur sera être environ 5 600 tonnes d'ici 2025. La production intérieure de nitrure d'aluminium ne peut pas répondre à la demande du marché et la poudre repose fortement sur les importations. Cependant, avec l'approfondissement de la recherche domestique, la technologie de préparation au nitrure d'aluminium continue de s'améliorer, l'écart au pays et à l'étranger se rétrécit progressivement, et avec le fort soutien de la politique chinoise et de l'expansion continue de la demande du marché, l'industrie de la poudre nationale progresse vers haute qualité. L'article suivant expliquera pourquoi les matériaux de nitrure d'aluminium peuvent se démarquer dans la famille avancée de la céramique.


1. Les avantages exceptionnels du nitrure d'aluminium:


En raison de son excellente conductivité thermique et du coefficient de dilatation thermique, le silicium correspondant, le nitrure d'aluminium est devenu un matériau concerné dans le domaine de l'électronique. Le nitrure en aluminium est un composé de liaison covalent zincite hexagonale à zincite avec une excellente conductivité thermique, une isolation électrique fiable, une faible constante diélectrique et une perte diélectrique, une résistance à l'érosion du plasma, un coefficient d'expansion thermique non toxique et correspondant avec le silicium. Ce n'est pas seulement un matériau idéal pour l'emballage d'une nouvelle génération de substrats et de dispositifs électroniques dissipateurs de chaleur, mais aussi pour les échangeurs de chaleur, la céramique piézoélectrique et les couches minces, les remplissages conducteurs thermiques, les boucliers de gravure au nitrure d'aluminium, les bateaux d'évaporation du nitrure d'aluminium pour les oléchistes, les olets, les bateaux à oléchis etc., avec de larges perspectives d'application.

La microstructurelle du nitrure d'aluminium détermine son excellente conductivité thermique et isolation, se référer à la figure 1.

Microstructural of AlN ceramic

Selon l'étude "Propriétés de formation et de frittage de coulée des céramiques de nitrure d'aluminium", en raison du petit poids atomique des deux éléments composés de molécules de nitrure d'aluminium, une structure cristalline relativement simple, une bonne propriété harmonique, la longueur de liaison al-N formée, la liaison liée, la liaison liaison L'énergie et la résonance des liaisons covalentes sont favorables au mécanisme de transfert de chaleur phonon. De sorte qu'un matériau LN a une excellente conductivité thermique que les matériaux généraux non métalliques, en outre, un LN a un point de fusion élevé, une dureté élevée et une conductivité thermique élevée, et de meilleures propriétés diélectriques.


2. La résistance à l'énergie du nitrure d'aluminium


Selon la recherche de "nouveaux progrès dans l'étude des facteurs d'influence de la conductivité thermique et de la résistance à la flexion des céramiques A-LN", A-LN a été largement préoccupée en raison de son coefficient de correspondance élevé de l'extension thermique avec SI, tandis que traditionnel Les matériaux de substrat tels que Al2O3 sont largement préoccupés en raison de leur faible conductivité thermique. Sa valeur est d'environ 1/5 d'une céramique LN et le coefficient d'extension linéaire ne correspond pas à Si, qui ne peut pas répondre à la demande réelle, se référer à la figure 2.

Properties comparison between AlN and Al2O3


La conductivité thermique du substrat en céramique BEO et SIC est également relativement élevée, mais la toxicité de BEO est élevée et l'isolation du SIC est mauvaise. En tant que nouveau type de matériau en céramique de conductivité thermique élevée, un LN a les caractéristiques du coefficient de dilatation thermique près de SI, excellente performance de chaleur dissipative, non toxique, etc., et devrait devenir un excellent matériau pour remplacer le substrat en céramique AL2O3 , SIC et BEO pour l'industrie électronique, reportez-vous au tableau suivant pour les données techniques. feuille de plusieurs céramiques techniques


Propriété y


Aln


Al2o3


Sic


Beo


Densité

(g / cc)

3,26 3,9 3,12 2.9

Conductivité thermique

( W / mk à 25 ℃)

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

Coefficient moyen d'

expansion thermique ( 1 × 10-6 / ℃)

4,4 8,8 5,2 9,0

Chaleur spécifique

1 x 10 ^ 3 j / (kg · k)

0,75 0,75 - 1,046

MOHS DURNESSE

(GPA)

9 9 9,2 ~ 9,5 9

Fonctionnement de la flexion

(MPA)

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

Constant diélectrique

(1mHz )

8.8 9,3 40 6,7
Résistivité de volume
( ohm.cm à 25 ℃)
> 1 x 10 ^ 14
> 1 x 10 ^ 14
> 1 x 10 ^ 15
> 1 x 10 ^ 14

Toxique ou pas


Non


Non


Oui


Non




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