氮化铝晶圆托盘(AlN)
高导热性电气绝缘

氮化铝陶瓷

氮化铝(AlN)陶瓷兼具高导热率(170–230 W/m·K)与优异的电绝缘性能,是高功率电子和半导体设备应用中的关键材料。与氧化铍(BeO)相比,氮化铝不含铍元素,为半导体设备提供更安全、更环保的替代方案。

加工能力

与可加工陶瓷不同,氮化铝需要使用专用的烧结金刚石刀具进行加工。凭借我们多年的加工经验,我们能够处理复杂的几何形状,实现极高的加工精度,并有效减少常见的边缘崩边和表面泛白等问题。这使我们能够为您的项目提供可靠的技术支持。

氮化铝陶瓷
公差 ±1um
平面度 1um(Φ300)
粗糙度 Ra0.01μm
微孔 0.1mm
内螺纹M1.2
最大尺寸 Φ420mm

优势

  • 导热系数 179.2 W/m·K
  • 相比氧化铍,氮化铝不存在铍毒性风险。
  • 与硅接近的热膨胀系数
  • 具有优异的抗等离子体和抗热冲击性能。
  • 良好的耐化学性
  • 低介电损耗
  • 最高工作温度 1350°C。

特性

下表列出了我们氮化铝陶瓷材料的性能参数。数据基于内部测试,仅供设计参考。实际数值可能因烧结条件和批次差异而略有不同。

机械性能 单位 氮化铝
密度 g/cm³ 3.34
维氏硬度 HV 1100
抗弯强度 MPa 400
抗压强度 MPa 2500
断裂韧性 MPa·m¹/² 3.5
弹性模量 GPa 310
泊松比 0.22
杨氏模量 GPa 330
热学性能 单位 氮化铝
热导率 W/(m·K) 179.2
最高使用温度 °C (空载) 1350
比热容 J/(kg·K) 720
抗热震温度 °C (放入水中) 350
线膨胀系数 (30°C~300°C, ppm/°C) 1 × 10⁻⁶/°C 4.06
线膨胀系数 (30°C~500°C, ppm/°C) 1 × 10⁻⁶/°C 4.85
电学性能 单位 氮化铝
介电常数 1MHz 7.4
介电损耗 1MHz 1.6 × 10¹⁴
击穿电压 kV/mm 18
绝缘强度 kV/mm ≥20
体积电阻率 @ 25 ° C Ω · cm 2.1 × 10¹⁶

对我们的氮化铝陶瓷解决方案感兴趣吗?

氮化铝陶瓷的应用

应用

  • 散热基板
  • 激光二极管
  • 加热板
  • 晶圆托盘
  • 电子元件线圈支架
  • MEMS传感器
  • 水冷式散热器
  • 半导体封装基板

案例

先进陶瓷加工:高精度磨削车床

常见问题

氮化铝陶瓷能替代氧化铍陶瓷吗?

是的,氮化铝(AlN)可以在许多应用中替代氧化铍(BeO),但并非在所有情况下都适用。

氧化铍通常具有更高的导热率(最高可达约 330 W/m·K),因此在需要极致散热性能的应用中,它可能仍是首选。

实际上,如今的氮化铝早已广泛应用于许多电子和半导体领域,作为一种更安全、更实用的氧化铍替代材料。

你们支持定制氮化铝(AlN)陶瓷零件或小批量生产吗?

是的,我们支持氮化铝(AlN)组件的原型开发及中小批量加工。

我们的制造工艺专为根据技术图纸生产定制部件而设计,非常适合产品开发的早期阶段、设计验证以及小批量生产。客户可以先进行小批量试制以测试性能,随后再转入更大规模的生产。

我们的核心能力包括针对复杂几何形状、严格公差及定制尺寸要求的精密加工,广泛应用于电子、半导体设备及热管理系统等领域。

氮化铝陶瓷容易加工吗?

不容易。 氮化铝(AlN)具有高硬度和脆性,加工难度较大。对于开槽、钻孔、薄壁结构及复杂几何零件,需要采用金刚石刀具、优化的加工工艺和丰富的加工经验,以减少崩边、微裂纹和亚表面损伤,确保尺寸精度和表面质量。

在磨削过程中,氮化铝与冷却液反应可能会产生一定气味,这是材料加工中的正常现象,可通过适当的通风和工艺控制进行改善。相比之下,CNC 精密加工通常不会出现明显的气味问题。

如何在氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷之间进行选择?

在氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷之间进行选择时,主要取决于对热性能的要求以及成本考量。

对于需要高导热性和高效散热的应用,氮化铝通常是最佳选择,这归功于其卓越的传热性能。

当成本和机械强度成为首要考量因素时,氧化铝陶瓷往往更受青睐,因为价格更加便宜,且通常具备更高的机械强度。

对于氮化铝陶瓷,你们能实现的最小壁厚、孔径和槽宽是多少?

针对氮化铝(AlN)的精密加工,我们的制造能力使我们能实现极精细的结构特征:

  • 最小壁厚:0.1 mm
  • 最小孔径:0.1 mm
  • 最小槽宽:0.2 mm

具体限值可能因零件的几何形状、尺寸及公差要求而异。对于极薄或结构复杂的零件,建议进行设计优化,以确保加工稳定性并降低崩刃或断裂的风险。

Macor is a machinable glass-ceramic made from fluorophlogopite mica crystals embedded in a borosilicate glass matrix. This composition gives it a rare
combination of metal-like machinability, excellent electrical insulation, low thermal conductivity, and stability up to 1000°C (no load) while maintaining very tight tolerances.