Grazie alla combinazione con i vantaggi prestazionali complessivi dei tradizionali substrati in Al2O3 e BeO, la ceramica di nitruro di alluminio (AlN), che presenta un'elevata conduttività termica (la conduttività termica teorica del monocristallo è di 275 W/m▪k, mentre quella del policristallo è di 70-210 W/m▪k), una bassa costante dielettrica, un coefficiente di dilatazione termica paragonabile a quello del silicio monocristallino e buone proprietà di isolamento elettrico, rappresenta un materiale ideale per substrati e incapsulamenti di circuiti nell'industria microelettronica. È inoltre un materiale importante per i componenti ceramici strutturali ad alta temperatura grazie alle sue buone proprietà meccaniche, termiche e alla stabilità chimica alle alte temperature.
La densità teorica dell'AlN è di 3,26 g/cm³, la durezza Mohs è 7-8, la resistività a temperatura ambiente è superiore a 10¹⁶ Ωm e la dilatazione termica è di 3,5 × 10⁻⁶/°C (a una temperatura ambiente di 200°C). Le ceramiche di AlN puro sono incolori e trasparenti, ma possono presentare diverse colorazioni, come grigio, bianco grigiastro o giallo chiaro, a causa delle impurità.
Oltre all'elevata conduttività termica, le ceramiche AlN presentano anche i seguenti vantaggi:
1. Buon isolamento elettrico;
2. Coefficiente di dilatazione termica simile a quello del silicio monocristallino, superiore a quello di materiali come Al2O3 e BeO;
3. Elevata resistenza meccanica e resistenza alla flessione simile a quella delle ceramiche di Al2O3;
4. Costante dielettrica e perdita dielettrica moderate;
5. Rispetto al BeO, la conduttività termica delle ceramiche AlN è meno influenzata dalla temperatura, soprattutto al di sopra dei 200℃;
6. Resistenza alle alte temperature e alla corrosione;
7. Non tossico;
8. Applicabile all'industria dei semiconduttori, all'industria chimica e metallurgica e ad altri settori industriali.
Data di pubblicazione: 14 luglio 2023