Introductie van aluminiumnitridesubstraat

Een aluminiumnitride (AlN) substraat is een soort keramisch materiaal dat wordt gebruikt in elektronische en opto-elektronische toepassingen. Het wordt gewaardeerd om zijn uitstekende thermische geleidbaarheid, hoge elektrische isolatie-eigenschappen en compatibiliteit met verschillende halfgeleiderapparaten.

Hier zijn enkele belangrijke kenmerken en toepassingen van aluminiumnitridesubstraten:

Thermische geleidbaarheid: Aluminiumnitride vertoont een uitzonderlijk hoge thermische geleidbaarheid in vergelijking met andere veel voorkomende substraatmaterialen zoals aluminiumoxide of FR4. Deze eigenschap zorgt voor een efficiënte warmteafvoer, waardoor AlN-substraten geschikt zijn voor toepassingen die effectief thermisch beheer vereisen, zoals vermogenselektronica, krachtige LED's en RF-/magnetronapparaten.

Elektrische isolatie: Aluminiumnitride heeft uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, waardoor het een ideaal substraat is voor elektronische apparaten. Het heeft een hoge doorslagspanning en een laag diëlektrisch verlies, waardoor een efficiënte elektrische isolatie tussen verschillende componenten of circuits op een substraat mogelijk is.

Match voor thermische uitzetting: De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van aluminiumnitride komt nauw overeen met die van gewone halfgeleidermaterialen zoals galliumnitride (GaN) en siliciumcarbide (SiC). Deze eigenschap vermindert het risico op door thermische spanning veroorzaakte scheuren of delaminatie wanneer aluminiumnitridesubstraten worden gebruikt in combinatie met deze materialen, waardoor ze geschikt worden voor op GaN gebaseerde apparaten, hoogvermogentransistors en geïntegreerde schakelingen.

RF/microgolftoepassingen: Vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en het lage diëlektrische verlies vinden aluminiumnitridesubstraten toepassingen in RF/microgolfcircuits, zoals vermogensversterkers, filters en radarsystemen. Ze kunnen hoogfrequente signalen verwerken en de signaalintegriteit behouden, terwijl ze de tijdens bedrijf gegenereerde warmte efficiënt afvoeren.

LED-verpakking: Aluminiumnitridesubstraten worden gebruikt in de verpakking van krachtige LED's. Hun hoge thermische geleidbaarheid helpt bij de warmteafvoer, waardoor LED's op hogere vermogensniveaus kunnen werken terwijl de betrouwbaarheid en prestaties op de lange termijn behouden blijven.

Sensoren en detectoren: Aluminiumnitridesubstraten kunnen worden gebruikt als platform voor verschillende sensoren en detectoren, waaronder gassensoren, druksensoren en ultraviolette (UV) fotodetectoren. De hoge thermische geleidbaarheid van AlN vergemakkelijkt een snelle warmteoverdracht van het sensorelement, waardoor de sensorrespons en nauwkeurigheid worden verbeterd.

Aluminiumnitridesubstraten zijn verkrijgbaar in verschillende maten, diktes en configuraties, inclusief enkelzijdige en dubbelzijdig gepolijste oppervlakken. Ze kunnen worden verwerkt met technieken als laserbewerking, chemisch etsen en metallisatie om specifieke kenmerken en patronen te creëren die nodig zijn voor apparaatintegratie.

Het is vermeldenswaard dat aluminiumnitridesubstraten relatief duurder zijn in vergelijking met traditionele substraten zoals aluminiumoxide vanwege de hogere materiaalkosten en de daarmee gepaard gaande productieprocessen.