Combinando as vantagens de desempenho abrangentes dos materiais de substrato tradicionais de Al₂O₃ e BeO, a cerâmica de nitreto de alumínio (AlN), que possui alta condutividade térmica (a condutividade térmica teórica do monocristal é de 275 W/m▪K e a do policristal varia de 70 a 210 W/m▪K), baixa constante dielétrica, coeficiente de expansão térmica compatível com o do silício monocristalino e boas propriedades de isolamento elétrico, é um material ideal para substratos de circuitos e encapsulamento na indústria microeletrônica. É também um material importante para componentes cerâmicos estruturais de alta temperatura devido às suas boas propriedades mecânicas, térmicas e estabilidade química em altas temperaturas.
A densidade teórica do AlN é de 3,26 g/cm³, a dureza de Mohs é de 7 a 8, a resistividade à temperatura ambiente é superior a 10¹⁶ Ωm e o coeficiente de expansão térmica é de 3,5 × 10⁻⁶/°C (temperatura ambiente de 200 °C). A cerâmica de AlN puro é incolor e transparente, mas pode apresentar diversas cores, como cinza, branco acinzentado ou amarelo claro, devido a impurezas.
Além da alta condutividade térmica, as cerâmicas de AlN também apresentam as seguintes vantagens:
1. Bom isolamento elétrico;
2. Coeficiente de expansão térmica semelhante ao do monocristal de silício, superior a materiais como Al2O3 e BeO;
3. Alta resistência mecânica e resistência à flexão semelhante à da cerâmica de Al2O3;
4. Constante dielétrica e perda dielétrica moderadas;
5. Comparada com o BeO, a condutividade térmica das cerâmicas de AlN é menos afetada pela temperatura, especialmente acima de 200℃;
6. Alta resistência à temperatura e resistência à corrosão;
7. Não tóxico;
8. Pode ser aplicado na indústria de semicondutores, na indústria químico-metalúrgica e em outros campos industriais.
Data da publicação: 14 de julho de 2023