Pengenalan Substrat Aluminium Nitrida

Substrat aluminium nitrida (AlN) ialah sejenis bahan seramik yang digunakan dalam aplikasi elektronik dan optoelektronik. Ia dinilai kerana kekonduksian terma yang sangat baik, sifat penebat elektrik yang tinggi, dan keserasian dengan pelbagai peranti semikonduktor.

Berikut adalah beberapa ciri utama dan aplikasi substrat aluminium nitrida:

Kekonduksian Terma: Aluminium nitrida mempamerkan kekonduksian terma yang sangat tinggi berbanding dengan bahan substrat biasa lain seperti alumina atau FR4. Sifat ini membolehkan pelesapan haba yang cekap, menjadikan substrat AlN sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pengurusan haba yang berkesan, seperti elektronik kuasa, LED berkuasa tinggi dan peranti RF/gelombang mikro.

Penebat Elektrik: Aluminium nitrida mempunyai sifat penebat elektrik yang sangat baik, menjadikannya substrat yang ideal untuk peranti elektronik. Ia mempunyai voltan pecahan yang tinggi dan kehilangan dielektrik yang rendah, membolehkan pengasingan elektrik yang cekap antara komponen atau litar yang berbeza pada substrat.

Padanan Pengembangan Terma: Pekali pengembangan terma (CTE) aluminium nitrida hampir sepadan dengan bahan semikonduktor biasa seperti galium nitrida (GaN) dan silikon karbida (SiC). Ciri ini mengurangkan risiko keretakan atau penyahtempuran akibat tekanan haba apabila substrat aluminium nitrida digunakan bersama-sama dengan bahan ini, menjadikannya sesuai untuk peranti berasaskan GaN, transistor berkuasa tinggi dan litar bersepadu.

Aplikasi RF/Microwave: Disebabkan kekonduksian terma yang tinggi dan kehilangan dielektrik yang rendah, substrat aluminium nitrida mencari aplikasi dalam litar RF/gelombang mikro, seperti penguat kuasa, penapis dan sistem radar. Mereka boleh mengendalikan isyarat frekuensi tinggi dan mengekalkan integriti isyarat sambil menghilangkan haba yang dihasilkan dengan cekap semasa operasi.

Pembungkusan LED: Substrat aluminium nitrida digunakan dalam pembungkusan LED berkuasa tinggi. Kekonduksian haba yang tinggi membantu dalam pelesapan haba, membolehkan LED beroperasi pada tahap kuasa yang lebih tinggi sambil mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi jangka panjang.

Penderia dan Pengesan: Substrat aluminium nitrida boleh digunakan sebagai platform untuk pelbagai penderia dan pengesan, termasuk penderia gas, penderia tekanan dan pengesan foto ultraviolet (UV). Kekonduksian haba AlN yang tinggi memudahkan pemindahan haba yang cepat daripada elemen penderiaan, meningkatkan tindak balas dan ketepatan penderia.

Substrat aluminium nitrida tersedia dalam pelbagai saiz, ketebalan dan konfigurasi, termasuk permukaan bergilap satu sisi dan dua muka. Ia boleh diproses melalui teknik seperti pemesinan laser, goresan kimia dan pelogatan untuk mencipta ciri dan corak khusus yang diperlukan untuk penyepaduan peranti.

Perlu diingat bahawa substrat aluminium nitrida secara relatifnya lebih mahal berbanding substrat tradisional seperti alumina kerana kos bahan dan proses pembuatan yang lebih tinggi.