Surmet Engineering Bättre materiallösningar

Varför AlN är ett föredraget val för substrat- och värmestyrningstillämpningar

Aluminnitrid (AlN) är ett unikt keramiskt material som kombinerar hög värmeledningsförmåga med hög elektrisk resistivitet. Endast ett fåtal keramiska material har hög värmeledningsförmåga: Berylliumoxid (BeO) och kubisk bornitrid (c-BN) är praktiskt taget de enda andra exemplen. Användningen av BeO är dock begränsad på grund av dess giftighet, och c-BN är mycket svårt att producera.

”Värmekonduktivitet” är ett materials förmåga att transportera värme när det utsätts för en temperaturgradient. I dielektriska material som AlN överförs värme genom gittervibrationer (även kallade ”fononer”). Material med enkel struktur, kovalenta bindningar och låg atommassa har i allmänhet hög värmeledningsförmåga.

Den faktiska värmeledningsförmågan hos ett material påverkas av faktorer som hindrar fononutbredningen. Temperatur, föroreningar, porstorlek och -fördelning, kornstorlek, kompositionshomogenitet och orientering påverkar alla gittervibrationerna och därmed värmeledningsförmågan.

Den teoretiska värmeledningsförmågan hos AlN är cirka 280 Wm-1K-1. Den faktiska värmeledningsförmågan beror på bearbetningsförhållanden och råmaterialets renhet. När syret tränger undan kväve i gittret skapas vakanser som avbryter fononutbredningen och sprider fononerna, vilket minskar värmeledningsförmågan.

Surmet är den enda USA-baserade producenten av AlN och har sakkunskap om de pulverbearbetningsförfaranden som krävs för att få fram hög renhetsgrad av AlN med utmärkta värmeledningsegenskaper.