Aluminum nitride ceramics(AlN)
高熱伝導率電気絶縁性

窒化アルミニウムセラミックス

高出力電子機器や半導体プロジェクトでは、熱伝導率170~230 W/m·Kの窒化アルミニウム(AlN)セラミックスを使用することで、放熱と電気絶縁の両方を効率的に実現できます。酸化ベリリウム(BeO)と比較して、AlNは加工時や使用時に健康リスクがないため、半導体製造装置においてより安全な選択肢となります。

加工能力

被削性セラミックスとは異なり、窒化アルミニウムの精密加工には専用の焼結ダイヤモンド工具が必要です。長年のプロジェクト経験により、複雑な形状、精密穴、スリット、ねじ山などの微細な形状を、厳しい寸法公差を満たしながら、エッジ欠けや表面白化などの一般的な問題を最小限に抑えて製造することができます。これにより、要求の厳しい用途向けに信頼性の高い高精度な窒化アルミニウム部品を提供することが可能です。

Aluminum-nitride-ceramics
公差 ±1μm
平面度 1μm(Φ300)
粗さ Ra0.01μm
微細穴 0.1mm
雌ねじ M1.2
最大サイズ Φ420mm

特長

  • 熱伝導率 179.2 W/m·K
  • 酸化ベリリウムのような毒性の問題なし
  • シリコンと整合する熱膨張係数
  • 優れたプラズマ耐性と耐熱衝撃性。
  • 良好な耐薬品性
  • 最高使用温度 1350°C。

特性

以下は、当社の標準AlN材料の性能パラメータ表です。データは社内試験およびロット統計に基づくものであり、設計参考用です。実際の値は、焼結条件やロット差により若干異なる場合があります。

機械的特性 単位 AlN
密度 g/cm³ 3.34
ビッカース硬度 HV 1100
曲げ強度 MPa 400
圧縮強度 MPa 2500
靭性 MPa·m¹/² 3.5
弾性率 GPa 310
ポアソン比 — 0.22
ヤング率 GPa 330
熱的特性 単位 AlN
熱伝導率 W/(m·K) 179.2
最高使用温度 °C (キャリアアイドラー) 1350
比熱 J/(kg·K) 720
耐熱衝撃性 °C (水中投入) 350
熱膨張係数(30°C~300°C, ppm/°C) 1 × 10⁻⁶/°C 4.06
熱膨張係数(30°C~500°C, ppm/°C) 1 × 10⁻⁶/°C 4.85
電気的特性 単位 AlN
誘電率 1MHz 7.4
誘電正接 1MHz 1.6 × 10¹⁴
絶縁破壊電圧 kV/mm 18
絶縁耐力 kV/mm ≥20
体積抵抗率 @ 25 ° C Ω · cm 2.1 × 10¹⁶

当社のAlNセラミックスソリューションにご興味はありませんか?

Aluminum nitride ceramic applications

用途

  • 放熱基板
  • レーザーダイオード
  • 加熱プレート
  • ウェハトレイ
  • 電子部品コイルボビン
  • MEMSセンサー
  • 水冷ヒートシンク
  • 半導体パッケージ基板

事例

精密窒化アルミニウムセラミック部品

よくあるご質問

窒化アルミニウムセラミックは酸化ベリリウムセラミックの代替になりますか?

はい、窒化アルミニウム(AlN)は多くの用途で酸化ベリリウム(BeO)の代替となりますが、すべてのケースで置き換え可能というわけではありません。

BeOは一般により高い熱伝導率(最大約330 W/m·K)を提供するため、最大限の放熱が求められる用途では依然として好まれる場合があります。

実際には、AlNは今日、多くの電子・半導体用途において、BeOよりも安全で実用的な代替材料として広く使用されています。

窒化アルミニウムセラミックの試作や小ロット生産に対応していますか?

はい。当社は窒化アルミニウム(AlN)部品の試作開発および小~中ロットの加工に対応しています。

当社の製造プロセスは、技術図面に基づくカスタム部品の製作に対応するよう設計されており、初期段階の製品開発、設計検証、少量生産に適しています。お客様は試作数量から開始し、性能をテストした後に量産へ移行できます。

一般的な対応範囲には、複雑な形状の精密加工、厳密な公差、エレクトロニクス、半導体製造装置、熱マネジメントシステム向けのカスタム寸法が含まれます。

窒化アルミニウムセラミックは加工が容易ですか?

いいえ、窒化アルミニウム(AlN)の加工は、その高い硬度と脆性のため、一般に困難です。

溝加工、穴あけ、複雑な形状の加工などの工程には、専用工具と最適化された加工パラメータが必要です。経験の浅い加工では、エッジの欠け、表面の白化、マイクロクラックなどの欠陥が発生しやすく、外観と性能の両方に影響を与える可能性があります。

また、AlNを研削盤で研削すると、研削中に顕著な臭気が発生することがあります。これはAlN加工における一般的な課題であり、通常は適切な換気とプロセス管理が必要です。一方、CNC加工では通常この臭気は発生しません。

窒化アルミニウムとアルミナセラミックはどのように選べばよいですか?

窒化アルミニウムと酸化アルミニウムセラミックの選択は、主に熱性能の要件とコストの考慮に依存します。

高い熱伝導率と効率的な放熱が求められる用途では、優れた熱伝達能力により、窒化アルミニウムが一般的に最適な選択です。

コストと機械的強度が主な考慮事項である場合、アルミナセラミックはより経済的で、一般に高い機械的強度を提供するため、しばしば好まれます。

窒化アルミニウムセラミックで実現可能な最小肉厚、穴径、スリット幅はどれくらいですか?

窒化アルミニウム(AlN)の精密加工において、当社の製造能力は最適化された加工条件下で非常に微細な構造を実現できます:

  • 最小肉厚:0.1 mm
  • 最小穴径:0.1 mm
  • 最小スリット幅:0.2 mm

正確な限界値は、部品の形状、寸法、公差要件によって異なる場合があります。極端に薄い構造や複雑な構造では、加工の安定性を確保し、欠けや破損のリスクを低減するために、設計の最適化が推奨されることがあります。

Macorは、ホウケイ酸ガラスマトリックス中にフッ素金雲母結晶を分散させた加工可能なガラスセラミックです。この組成により、金属のような加工性、優れた電気絶縁性、低い熱伝導率、そして1000°C(無荷重)までの安定性を維持しながら非常に厳密な公差を実現するという、稀有な
組み合わせを実現しています。