Über die Leistung von hochwärmeleitenden Aluminiumnitrid-Substraten

Aluminiumnitrid (AlN)-Substratesind bekannt für ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit, die deutlich höher ist als die von herkömmlichen Materialien wie Aluminiumoxid (Al2O3) oder Silizium. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid ist auf seine einzigartige Kristallstruktur und Phononenstreueigenschaften zurückzuführen.

Hier sind einige wichtige Punkte zur Leistung von hochwärmeleitenden Aluminiumnitrid-Substraten:

Hohe Wärmeleitfähigkeit: Aluminiumnitrid hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 200–300 W/m·K, was viel höher ist als Aluminiumoxid (ungefähr 30 W/m·K) und mit einigen Metallen vergleichbar ist. Diese hohe Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung in elektronischen Geräten, verhindert Überhitzung und verbessert die Zuverlässigkeit.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Aluminiumnitrid hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, was bedeutet, dass es sich bei Temperaturänderungen weniger ausdehnt und zusammenzieht. Diese Eigenschaft trägt zur Aufrechterhaltung der Stabilität und Integrität in Hochtemperaturumgebungen bei und verringert das Risiko von thermischer Spannung und Rissbildung.

Gute elektrische Eigenschaften: Aluminiumnitrid ist ein guter elektrischer Isolator mit hohem spezifischem Widerstand und niedriger Dielektrizitätskonstante. Dies ermöglicht den Einsatz in elektronischen Geräten, ohne deren elektrische Leistung zu beeinträchtigen.

Hohe Temperaturstabilität: Aluminiumnitrid kann seine Eigenschaften und Festigkeit bei hohen Temperaturen bis etwa 1800 °C beibehalten. Dadurch eignet es sich für den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen wie LEDs, Leistungselektronik und Hochfrequenzgeräten.

Mechanische Eigenschaften: Aluminiumnitrid ist ein hartes und sprödes Material mit guter mechanischer Festigkeit und Abriebfestigkeit. Allerdings kann seine Sprödigkeit seinen Einsatz in manchen Anwendungen einschränken.

Herausforderungen bei der Herstellung: Obwohl Aluminiumnitrid hervorragende Eigenschaften aufweist, kann die Verarbeitung zu dünnen Substraten aufgrund seiner Sprödigkeit und hohen Reaktivität mit Sauerstoff eine Herausforderung darstellen. Zur Herstellung hochwertiger, fehlerfreier Substrate sind spezielle Verfahren erforderlich.

Kosten: Aluminiumnitrid-Substrate sind aufgrund ihrer höheren Materialkosten und komplexeren Herstellungsprozesse tendenziell teurer als herkömmliche Substrate wie Aluminiumoxid.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweistAluminiumnitrid-Substratebieten hervorragende Wärmeableitungsfähigkeiten und Stabilität bei hohen Temperaturen und eignen sich daher ideal für den Einsatz in anspruchsvollen elektronischen Anwendungen. Bei der Beurteilung ihrer Eignung für eine bestimmte Anwendung müssen jedoch ihre Sprödigkeit und höheren Kosten berücksichtigt werden.