Introduktion av aluminiumnitridsubstrat

Ett aluminiumnitrid (AlN) substrat är en typ av keramiskt material som används i elektroniska och optoelektroniska applikationer. Den är uppskattad för sin utmärkta värmeledningsförmåga, höga elektriska isoleringsegenskaper och kompatibilitet med olika halvledarenheter.

Här är några viktiga egenskaper och tillämpningar av aluminiumnitridsubstrat:

Värmeledningsförmåga: Aluminiumnitrid uppvisar exceptionellt hög värmeledningsförmåga jämfört med andra vanliga substratmaterial som aluminiumoxid eller FR4. Denna egenskap möjliggör effektiv värmeavledning, vilket gör AlN-substrat lämpliga för applikationer som kräver effektiv värmehantering, såsom kraftelektronik, högeffekts-LED och RF/mikrovågsenheter.

Elektrisk isolering: Aluminiumnitrid har utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, vilket gör det till ett idealiskt substrat för elektroniska enheter. Den har en hög genombrottsspänning och låg dielektrisk förlust, vilket möjliggör effektiv elektrisk isolering mellan olika komponenter eller kretsar på ett substrat.

Termisk expansionsmatchning: Termisk expansionskoefficient (CTE) för aluminiumnitrid överensstämmer nära med vanliga halvledarmaterial som galliumnitrid (GaN) och kiselkarbid (SiC). Denna egenskap minskar risken för termisk spänningsinducerad sprickbildning eller delaminering när aluminiumnitridsubstrat används i kombination med dessa material, vilket gör dem lämpliga för GaN-baserade enheter, högeffekttransistorer och integrerade kretsar.

RF/mikrovågsapplikationer: På grund av dess höga värmeledningsförmåga och låga dielektriska förlust, kan aluminiumnitridsubstrat användas i RF/mikrovågskretsar, såsom effektförstärkare, filter och radarsystem. De kan hantera högfrekventa signaler och bibehålla signalintegriteten samtidigt som de effektivt avleder värme som genereras under drift.

LED-förpackning: Aluminiumnitridsubstrat används vid förpackning av högeffekts-LED. Deras höga värmeledningsförmåga hjälper till med värmeavledning, vilket gör att lysdioder kan arbeta med högre effektnivåer samtidigt som de bibehåller långsiktig tillförlitlighet och prestanda.

Sensorer och detektorer: Aluminiumnitridsubstrat kan användas som en plattform för olika sensorer och detektorer, inklusive gassensorer, trycksensorer och ultravioletta (UV) fotodetektorer. Den höga värmeledningsförmågan hos AlN underlättar snabb värmeöverföring från avkänningselementet, vilket förbättrar sensorns svar och noggrannhet.

Aluminiumnitridsubstrat finns i olika storlekar, tjocklekar och konfigurationer, inklusive enkelsidiga och dubbelsidiga polerade ytor. De kan bearbetas genom tekniker som laserbearbetning, kemisk etsning och metallisering för att skapa specifika egenskaper och mönster som krävs för enhetsintegration.

Det är värt att notera att aluminiumnitridsubstrat är relativt dyrare jämfört med traditionella substrat som aluminiumoxid på grund av de högre kostnaderna för material och tillverkningsprocesser.