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氮化鋁(AlN)與氮化硼(BN):高導熱絕緣材料的特性與應用 | 三建產業資訊

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氮化鋁(AlN)與氮化硼(BN):高導熱絕緣材料的特性與應用

氮化鋁(AlN)與氮化硼(BN):高導熱絕緣材料的特性與應用

隨著電子設備朝向高功率輸出與高密度組裝發展,散熱問題日益重要,市場對高導熱材料的需求也持續增加。由於電子元件多採用陶瓷或樹脂等絕緣材料,降低熱阻成為關鍵,氮化鋁(AlN)與氮化硼(BN)填料因此廣受重視。

氮化鋁(AlN)的基本特性與應用

氮化鋁是一種高度電絕緣的陶瓷材料,熱傳導主要依靠晶格聲子。其主要特性包括:

高導熱係數,約為氧化鋁的10倍
與矽相近的熱膨脹係數
高度電絕緣性
高強度,在氧化鋁陶瓷以上
耐腐蝕性,不被大多數熔融金屬弄濕
高純度,高溫也不會汙染熔融金屬
透光性,對可見光至紅外線穿透性佳
耐鹵素電漿性

基於上述特性,氮化鋁粉末廣泛應用於半導體製造(如電漿CVD部件、晶圓吸盤)、產業機械及交通運輸(IGBT散熱基板)、通訊與資訊設備(LD散熱基板)等領域。

氮化硼(BN)的結構與應用

氮化硼(BN)由硼(B)與氮(N)組成,其性質與碳類似,主要有三種結構:
閃鋅礦型(c-BN),構造與鑽石相似
纖鋅礦型(w-BN)
六方晶層狀型(h-BN),構造與石墨相似,也被稱為白石墨(white graphite)

BN具有優異的熱傳導性、電絕緣性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐腐蝕性、潤滑性。

主要應用領域包括:
填料:熱介面材料(TIM)、散熱樹脂基板
成型體:氮化鋁用敷板(setter)
化妝品:粉底,用於防曬及阻隔紫外線
c-BN:用於鋼鐵研磨材料及高性能切削工具

圖片說明:氮化鋁(AlN)原子排列示意,展示六方纖鋅礦晶體結構。藍色為鋁原子,黑色為氮原子,灰色線條表示原子間共價鍵。