อะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN)มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ระบบ EV และการประมวลผล AI เนื่องจากมีการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม
เมื่อเปรียบเทียบกับเซรามิกส่วนใหญ่ เช่น อลูมินา (Al₂O₃) AlN จะแสดงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนได้ดีกว่ามาก ส่วนใหญ่มาจากโครงสร้างผลึก พฤติกรรมการขนส่งของโฟนอน และความบริสุทธิ์ของวัสดุ
1. โครงสร้างคริสตัลช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
AlN มีโครงสร้างผลึกเวิร์ตไซต์หกเหลี่ยมที่มีพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างอะตอมของอลูมิเนียมและไนโตรเจน
โครงสร้างที่ได้รับคำสั่งนี้ช่วยให้ความร้อนถูกถ่ายเทผ่านโฟนันส์ (การสั่นสะเทือนของโครงตาข่าย) โดยมีการกระเจิงน้อยลง
เมื่อเปรียบเทียบกับอลูมินา AlN มีโครงตาข่ายที่ง่ายกว่าและเสถียรกว่า ซึ่งช่วยให้ความร้อนเคลื่อนตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
นอกจากนี้อะลูมิเนียมและไนโตรเจนยังเป็นอะตอมของแสงซึ่งช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอในการสั่นสะเทือนและลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการถ่ายเทความร้อน
ผลึกเดี่ยว AlN ที่มีความบริสุทธิ์สูง-สามารถเข้าถึงค่าการนำความร้อนได้สูงถึง ~320 W/m·K
2. สิ่งเจือปนของออกซิเจนส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงาน
การปนเปื้อนของออกซิเจนเป็นปัจจัยหลักประการหนึ่งที่ลดการนำความร้อนใน AlN
ในระหว่างการประมวลผล ออกซิเจนสามารถเข้าสู่คริสตัลและทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น:
ตำแหน่งงานว่างอลูมิเนียม
ระยะที่สองที่ขอบเขตของเมล็ดพืช
ข้อบกพร่องเหล่านี้จะเพิ่มการกระเจิงของโฟนอนและลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน
ผง AlN ระดับไฮเอนด์-ควบคุมปริมาณออกซิเจนต่ำกว่า 0.5% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่สูง
สารเติมแต่งสำหรับการเผาผนึก เช่น -เอิร์ธออกไซด์ที่หายากถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงความหนาแน่น แต่ต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงเฟสแก้วการนำไฟฟ้าต่ำ-
3. ความหนาแน่นและขอบเขตของเกรนมีความสำคัญ
แม้ว่าจะใช้ผงที่มีความบริสุทธิ์สูง- แต่ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายก็ยังขึ้นอยู่กับคุณภาพการเผาผนึก
ปัจจัยสำคัญ:
ความพรุนต่ำ
ช่องอากาศปิดกั้นการไหลของความร้อน
High-quality AlN requires >ความหนาแน่น 99.5%
ทำความสะอาดขอบเขตของเมล็ดพืช
ขอบเขตที่บางและสม่ำเสมอช่วยปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน
สิ่งเจือปนที่ขอบเขตของเกรนจะลดการนำไฟฟ้า
โครงสร้างจุลภาคที่ดีช่วยให้ความร้อนไหลเวียนได้อย่างราบรื่นทั่วทั้งตัวเครื่องเซรามิก
💡 ความท้าทายในการประมวลผลและโซลูชันเลเซอร์
AlN มีทั้งการนำความร้อนสูงและเปราะมาก ทำให้ยากต่อการตัดเฉือนด้วยเครื่องมือแบบเดิม
การประมวลผลทางกลมักทำให้เกิด:
การบิ่นขอบ
รอยแตกขนาดเล็ก-
ความเสียหายจากความเครียดภายใน
เนื่องจากความร้อนแพร่กระจายอย่างรวดเร็วภายใน AlN การสัมผัสทางกลจึงทำให้เกิดการแตกร้าวได้ง่าย
การประมวลผลด้วยเลเซอร์โดย YCLaser
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้หยูชางเลเซอร์ (YCLASER)นำเสนอระบบการตัดและเขียนด้วยเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสำหรับเซรามิกขั้นสูง เช่น AlN
เราสนับสนุน:
--การทดสอบตัวอย่าง
--การประมวลผลแบบ CAD
--การตอบสนองอย่างรวดเร็วภายใน 48 ชั่วโมง
โซลูชันเลเซอร์ของเรามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และอุตสาหกรรมเซรามิกขั้นสูง
👉ติดต่อ YCLASER สำหรับโซลูชันการประมวลผลด้วยเลเซอร์ AlN ที่มีประสิทธิภาพและเสถียร
👉 วิดีโอการตัดด้วยเลเซอร์: วิดีโอ - Wuhan Yuchang Laser Technology Co., Ltd.
