Introduktion af aluminiumnitridsubstrat

Et aluminiumnitrid (AlN) substrat er en type keramisk materiale, der bruges i elektroniske og optoelektroniske applikationer. Den er værdsat for sin fremragende varmeledningsevne, høje elektriske isoleringsegenskaber og kompatibilitet med forskellige halvlederenheder.

Her er nogle nøgleegenskaber og anvendelser af aluminiumnitridsubstrater:

Termisk ledningsevne: Aluminiumnitrid udviser usædvanlig høj varmeledningsevne sammenlignet med andre almindelige substratmaterialer som aluminiumoxid eller FR4. Denne egenskab giver mulighed for effektiv varmeafledning, hvilket gør AlN-substrater velegnede til applikationer, der kræver effektiv termisk styring, såsom effektelektronik, højeffekt LED'er og RF/mikrobølgeenheder.

Elektrisk isolering: Aluminiumnitrid har fremragende elektriske isoleringsegenskaber, hvilket gør det til et ideelt substrat til elektroniske enheder. Den har en høj gennembrudsspænding og lavt dielektrisk tab, hvilket muliggør effektiv elektrisk isolation mellem forskellige komponenter eller kredsløb på et substrat.

Termisk ekspansionsmatch: Termisk ekspansionskoefficient (CTE) for aluminiumnitrid svarer nøje til koefficienten for almindelige halvledermaterialer som galliumnitrid (GaN) og siliciumcarbid (SiC). Denne egenskab reducerer risikoen for termisk spændingsinduceret revnedannelse eller delaminering, når aluminiumnitridsubstrater bruges sammen med disse materialer, hvilket gør dem velegnede til GaN-baserede enheder, højeffekttransistorer og integrerede kredsløb.

RF/mikrobølgeapplikationer: På grund af dets høje termiske ledningsevne og lave dielektriske tab finder aluminiumnitridsubstrater anvendelse i RF/mikrobølgekredsløb, såsom effektforstærkere, filtre og radarsystemer. De kan håndtere højfrekvente signaler og bevare signalintegriteten, mens de effektivt spreder varme, der genereres under drift.

LED-emballage: Aluminiumnitrid-substrater bruges til emballering af højeffekt-LED'er. Deres høje termiske ledningsevne hjælper med varmeafledning, hvilket gør det muligt for LED'er at fungere ved højere effektniveauer og samtidig opretholde langsigtet pålidelighed og ydeevne.

Sensorer og detektorer: Aluminiumnitridsubstrater kan bruges som platform for forskellige sensorer og detektorer, herunder gassensorer, tryksensorer og ultraviolette (UV) fotodetektorer. Den høje termiske ledningsevne af AlN letter hurtig varmeoverførsel fra følerelementet, hvilket forbedrer sensorrespons og nøjagtighed.

Aluminiumnitridsubstrater fås i forskellige størrelser, tykkelser og konfigurationer, inklusive enkeltsidede og dobbeltsidede polerede overflader. De kan behandles gennem teknikker som laserbearbejdning, kemisk ætsning og metallisering for at skabe specifikke funktioner og mønstre, der kræves til enhedsintegration.

Det er værd at bemærke, at aluminiumnitridsubstrater er relativt dyrere sammenlignet med traditionelle substrater som aluminiumoxid på grund af de højere omkostninger til materiale og fremstillingsprocesser involveret.