Aluminium Nitrida (AlN)digunakan secara meluas dalam elektronik kuasa, sistem EV dan pengkomputeran AI kerana kekonduksian terma yang sangat baik.
Berbanding dengan kebanyakan seramik seperti alumina (Al₂O₃), AlN menunjukkan prestasi pelesapan haba yang lebih baik. Ini terutamanya berasal daripada struktur kristalnya, tingkah laku pengangkutan fonon dan ketulenan bahan.
1. Struktur Kristal Membolehkan Pemindahan Haba yang Cekap
AlN mempunyai struktur kristal wurtzite heksagon dengan ikatan kovalen yang kuat antara atom aluminium dan nitrogen.
Struktur tersusun ini membolehkan haba dipindahkan melalui fonon (getaran kekisi) dengan kurang serakan.
Berbanding dengan alumina, AlN mempunyai kekisi yang lebih ringkas dan lebih stabil, yang membantu haba bergerak dengan lebih cekap.
Di samping itu, aluminium dan nitrogen adalah atom ringan, yang meningkatkan konsistensi getaran dan mengurangkan kehilangan tenaga semasa pemindahan haba.
Hablur tunggal AlN{0}}ketulenan tinggi boleh mencapai kekonduksian terma sehingga ~320 W/m·K.
2. Kekotoran Oksigen Sangat Menjejaskan Prestasi
Pencemaran oksigen adalah salah satu faktor utama yang mengurangkan kekonduksian terma dalam AlN.
Semasa pemprosesan, oksigen boleh memasuki kristal dan mencipta kecacatan seperti:
jawatan kosong aluminium
fasa sekunder pada sempadan butiran
Kecacatan ini meningkatkan penyebaran fonon dan mengurangkan kecekapan pemindahan haba.
Serbuk AlN-tinggi mengawal kandungan oksigen di bawah 0.5%, yang penting untuk prestasi terma yang tinggi.
Bahan tambahan pensinteran seperti oksida tanah-yang jarang digunakan untuk meningkatkan ketumpatan, tetapi mesti dikawal dengan teliti untuk mengelakkan fasa kaca kekonduksian-rendah.
3. Ketumpatan dan Sempadan Butiran Penting
Walaupun dengan serbuk ketulenan tinggi-, prestasi akhir bergantung pada kualiti pensinteran.
Faktor utama:
Keliangan rendah
Poket udara menghalang aliran haba
High-quality AlN requires >99.5% ketumpatan
Sempadan bijian bersih
Sempadan nipis dan seragam meningkatkan pemindahan haba
Kekotoran pada sempadan butiran mengurangkan kekonduksian
Struktur mikro yang baik memastikan aliran haba yang lancar merentasi seluruh badan seramik.
💡 Cabaran Pemprosesan dan Penyelesaian Laser
AlN adalah konduktif terma tinggi dan sangat rapuh, menjadikannya sukar untuk dimesin dengan alat tradisional.
Pemprosesan mekanikal sering menyebabkan:
sumbing tepi
mikro-retak
kerosakan tekanan dalaman
Oleh kerana haba merebak dengan cepat di dalam AlN, sentuhan mekanikal dengan mudah menyebabkan keretakan.
Pemprosesan Laser oleh YCLaser
Untuk menyelesaikan masalah ini,Yuchang Laser (YCLASER)menyediakan sistem pemotongan dan pencoretan laser ketepatan untuk seramik termaju seperti AlN.
Kami menyokong:
--sampel ujian
--Pemprosesan berasaskan CAD
--Pusing pantas 48 jam
Penyelesaian laser kami digunakan secara meluas dalam semikonduktor, elektronik kuasa, dan industri seramik termaju.
👉Hubungi YCLASER untuk penyelesaian pemprosesan laser AlN yang cekap dan stabil.
👉 Video pemotongan laser: Video - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
