Aste e tubi in ceramica al nitruro di alluminio (AlN).
Panoramica del prodotto: Componenti di precisione ad alta conducibilità termica
Le aste e i tubi in ceramica al nitruro di alluminio (AlN) di Puwei sono progettati per prestazioni estreme nella gestione termica critica e nelle applicazioni strutturali. Sfruttando l'eccezionale capacità dell'AlN di condurre il calore mantenendo allo stesso tempo un eccezionale isolamento elettrico, questi componenti sono indispensabili nei dispositivi di potenza di prossima generazione, nei moduli ad alta frequenza e negli imballaggi elettronici avanzati dove i materiali tradizionali falliscono.
La loro combinazione unica di elevata conduttività termica, bassa espansione termica corrispondente al silicio e robuste proprietà meccaniche li rende il materiale preferito dagli ingegneri che progettano affidabilità in ambienti chimici difficili e ad alta temperatura.
Specifiche tecniche e proprietà dei materiali
Metriche prestazionali principali
Conduttività termica: 170-200 W/m·K, consentendo un trasferimento di calore rapido ed efficiente lontano dai componenti sensibili.
Coefficiente di espansione termica (CTE): 4,5×10⁻⁶/°C (RT-400°C), molto simile al silicio per ridurre al minimo lo stress termico nei gruppi di semiconduttori.
Temperatura massima di servizio: fino a 1800°C in atmosfere inerti.
Proprietà elettriche e meccaniche
Isolamento elettrico: resistività di volume >10¹⁴ Ω·cm, che lo rende un elemento isolante ideale in ambienti ad alta tensione.
Rigidità dielettrica: alta tensione di rottura, adatta per componenti a microonde .
Integrità meccanica: elevata durezza, eccellente resistenza all'usura e buona resistenza alla flessione per la durabilità strutturale.
Resistenza chimica: stabilità eccezionale contro la maggior parte dei gas corrosivi e dei metalli fusi.
Caratteristiche principali e vantaggi tecnici
- Gestione termica superiore: sostituisce direttamente i metalli e le ceramiche di qualità inferiore nelle applicazioni di dissipatori di calore, distanziatori e substrati per componenti microelettronici ad alta potenza , riducendo drasticamente le temperature di esercizio.
- Isolamento elettrico sotto stress: mantiene un'elevata resistività elettrica anche a temperature elevate, prevenendo correnti di dispersione e cortocircuiti nei dispositivi di prova dei circuiti integrati e nei moduli di potenza.
- Compatibilità dei materiali: l'adattamento del CTE al silicio e ai semiconduttori comuni previene la rottura e la delaminazione del contenitore, migliorando l'affidabilità nel confezionamento di microelettronica .
- Durabilità in ambienti difficili: resiste all'ossidazione, alla corrosione e agli shock termici, garantendo prestazioni a lungo termine nei processi chimici, aerospaziali e nelle applicazioni energetiche in cui i metalli si degradano.
- Versatilità di progettazione: può essere lavorato con precisione in geometrie complesse come aste, tubi, piastre e forme personalizzate, fungendo da componenti ceramici critici all'interno di sistemi più grandi.
Come specificare e integrare i componenti AlN
- Definire i parametri dell'applicazione: identificare la temperatura operativa, il carico termico, lo stress meccanico, i requisiti elettrici e l'esposizione chimica.
- Consultare gli ingegneri Puwei: sfruttare la nostra esperienza per selezionare il grado AlN ottimale e le dimensioni iniziali di progetto per aste, tubi o geometrie personalizzate.
- Prototipo e convalida: produciamo prototipi per test di idoneità, forma e funzionalità nel vostro ambiente di assemblaggio o test.
- Ispezione di produzione e qualità: dopo l'approvazione, la produzione completa inizia con rigorosi controlli in corso e finali, inclusi controlli dimensionali e verifica delle proprietà.
- Assemblaggio del sistema: integra i componenti AlN finiti come elementi isolanti chiave o parti strutturali all'interno del sistema di gestione termica o del gruppo di imballaggio del sensore .
Applicazioni dell'industria primaria
Semiconduttori ed elettronica di potenza
Utilizzati come manicotti riscaldanti, componenti di dispositivi per la lavorazione di wafer e diffusori di calore in apparecchiature per la fabbricazione di semiconduttori. Essenziale per l'isolamento e il raffreddamento di dispositivi di potenza come IGBT e moduli SiC negli inverter EV e nelle unità industriali.
Aerospaziale e difesa
Impiegato in componenti di sistemi radar, alloggiamenti di guida missilistica e guaine di sensori di motori aeronautici dove l'elevata conduttività termica, il peso ridotto e la stabilità in cicli termici estremi sono fondamentali.
Energia e lavorazione chimica
Ideale per tubi di protezione di termocoppie, rivestimenti di reattori e strutture di supporto in forni ad alta temperatura. Resiste alle atmosfere corrosive nella produzione di celle solari e negli impianti chimici.
Ricerca avanzata e optoelettronica
Serve come substrati, supporti e finestre nei sistemi laser, negli imballaggi LED e nelle applicazioni optoelettroniche grazie alle sue proprietà di gestione termica e isolamento elettrico.
Valore diretto per gli acquirenti B2B
- Aumenta la densità di potenza del sistema: consente un funzionamento a potenza maggiore e la miniaturizzazione risolvendo i colli di bottiglia termici.
- Migliora l'affidabilità e i tempi di attività: riduci i tassi di guasto dovuti a surriscaldamento o corrosione, riducendo al minimo i tempi di inattività non pianificati e i costi di manutenzione.
- Semplifica la progettazione del sistema: sostituisci complessi assemblaggi multimateriale con un unico componente AlN multifunzionale, riducendo il numero di parti e i tempi di assemblaggio.
- Rendi il tuo prodotto a prova di futuro: soddisfa le crescenti esigenze termiche della microelettronica di prossima generazione e dei semiconduttori ad ampio gap di banda.
Personalizzazione e produzione OEM
In qualità di produttore diretto, Puwei è specializzato nella produzione di componenti AlN personalizzati secondo le vostre esatte specifiche, andando oltre le aste e i tubi standard.
Le opzioni di personalizzazione includono:
- Dimensioni: diametro esterno/interno, lunghezza, spessore della parete, con tolleranze strette.
- Geometria: aste diritte, tubi o forme complesse con scanalature, filettature e flange.
- Finitura superficiale: come cotto, rettificato, lucidato o metallizzato (con film sottile o spesso) per brasatura o saldatura.
- Gradi di materiali: formulazioni standard o ad alta conduttività termica per soddisfare obiettivi prestazionali specifici.
Possiamo anche fornire piastre in ceramica grezza e substrati complessi su misura per le vostre esigenze di assemblaggio.
Processo di produzione e controllo qualità
- Lavorazione della polvere: la polvere AlN ad elevata purezza viene preparata e miscelata con ausiliari di sinterizzazione.
- Formatura: i componenti vengono modellati tramite pressatura isostatica, estrusione o stampaggio a iniezione.
- Sinterizzazione: cotto ad alte temperature in atmosfere di azoto controllate per ottenere una densità quasi teorica.
- Lavorazione di precisione: la rettifica e la fresatura del diamante CNC raggiungono dimensioni finali e finiture superficiali.
- Ispezione rigorosa: ogni lotto viene sottoposto a test dimensionali, visivi e di proprietà (termici, elettrici) per garantirne la coerenza.
Garanzia di qualità e certificazioni
La nostra produzione è regolata da un sistema di gestione della qualità certificato ISO 9001:2015. Implementiamo il controllo statistico del processo (SPC) e forniamo la certificazione dei materiali su richiesta, garantendo che ogni componente soddisfi gli elevati standard richiesti per le applicazioni di imballaggio industriale ed elettronico .
Domande frequenti
Quali sono i principali vantaggi dell’AlN rispetto all’allumina (Al2O3)?
Il nitruro di alluminio offre una conduttività termica 5-8 volte superiore (170-200 W/mK contro ~25 W/mK per Al2O3) e una migliore corrispondenza CTE con il silicio, rendendolo di gran lunga superiore per la gestione del calore nell'elettronica ad alta potenza e alta frequenza.
I componenti AlN possono essere metallizzati per la brasatura?
Sì, offriamo servizi di metallizzazione (ad esempio con strati di Mo-Mn o film sottile) per facilitare la sigillatura ermetica o l'integrazione in assemblaggi metallici.
Fornite rapporti sui test dei materiali?
Sì, possiamo fornire rapporti di test certificati per proprietà chiave come conduttività termica, densità e resistività per ciascun lotto di produzione.
Qual è la quantità minima d'ordine (MOQ) per le parti personalizzate?
Il MOQ varia in base alla complessità della parte. Lavoriamo con i clienti dalla fase di prototipazione alla produzione in grandi volumi. Contattaci con le tue esigenze per un preventivo specifico.
Sono disponibili campioni?
Sì, in genere forniamo fino a 3 campioni gratuiti di articoli standard o prossimi alle specifiche per la valutazione. I clienti organizzano il trasporto tramite il conto del corriere.
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