Aluminum nitride ceramics(AlN)
高导热性电气绝缘

氮化铝陶瓷

在高功率电子和半导体项目中,使用导热系数高达 170–230 W/m·K 的氮化铝 (AlN) 陶瓷,可以高效地兼顾散热和电绝缘。与氧化铍 (BeO) 相比,氮化铝在加工和使用过程中不会对健康造成危害,因此是半导体设备更安全的选择。

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。凭借多年的项目经验,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。

Aluminum-nitride-ceramics
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
  • 氧化铍不存在毒性问题。
  • 硅的热膨胀系数匹配
  • 具有优异的抗等离子体和抗热冲击性能。
  • 良好的耐化学性
  • 最高工作温度 1350°C。

特性

下表列出了我们标准氮化铝材料的性能参数。数据基于内部测试和批次统计,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?

Aluminum nitride ceramic applications

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,如今氮化铝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。

你们支持氮化铝陶瓷的原型制作或小批量生产吗?

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,由于氮化铝(AlN)硬度高且质地脆,对其进行机械加工通常较为困难。

进行开槽、钻孔及加工复杂几何形状等工序时,需要使用专用刀具并优化加工参数。若加工操作不当,极易导致崩边、表面发白或产生微裂纹等缺陷,进而影响材料的外观与性能。

此外,在对氮化铝进行磨削加工时,材料可能会散发出明显的气味。这是氮化铝加工中常见的问题,通常需要采取适当的通风措施和工艺控制手段。相比之下,CNC(数控)加工过程通常不会产生这种气味。

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,因为它们更具经济性,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够在优化的加工条件下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.