Kelebihan dan Kekurangan AlN Ceramic
Seramik nitrida aluminium(seramik AlN) ialah sebatian pepejal yang terdiri daripada aluminium dan nitrogen. Ia mempunyai sifat unik yang menjadikannya sangat berharga dalam pelbagai aplikasi berteknologi tinggi, terutamanya dalam
optoelektronik, semikonduktor, dan pembungkusan elektronik.
Kelebihan AlN Ceramic
1.Kekonduksian Terma Tinggi AlN
Antara seramik teknikal, seramik aluminium nitrida mempamerkan salah satu kekonduksian terma tertinggi, biasanya antara 100 W/(m·K) dan 200 W/(m·K). Nilai ini adalah 10 hingga 15 kali lebih tinggi daripada alumina (Al₂O₃) pada suhu bilik. Disebabkan keupayaan pelesapan haba yang unggul, seramik AlN digunakan secara meluas dalam substrat semikonduktor dan pembungkusan elektronik, memastikan pengurusan haba yang cekap dalam aplikasi mikroelektronik.
2. Kerintangan Isipadu Tinggi
Atom aluminium dan nitrogen dalam seramik AlN membentuk ikatan kovalen yang kuat, menghasilkan struktur kristal yang stabil. Kestabilan struktur ini mengehadkan pergerakan bebas elektron, membawa kepada kerintangan isipadu yang tinggi, biasanya sekitar 10¹⁴ Ω·cm. Disebabkan penebat elektriknya yang sangat baik, seramik aluminium nitrida adalah bahan yang sesuai untuk aplikasi elektronik dan kuasa, menawarkan prestasi dielektrik yang unggul.
Berbanding dengan bahan penebat biasa lain seperti kuarza dan seramik tradisional, seramik aluminium nitrida mempunyai kekuatan pecahan dielektrik yang jauh lebih tinggi. Ini disebabkan oleh jurang jalur lebarnya dan kekuatan medan pecahan tinggi, menjadikannya bahan yang sangat baik untuk peranti elektronik voltan tinggi dan frekuensi tinggi.
4.Pekali Pengembangan Terma Rendah
Seramik AlN mempunyai pekali pengembangan haba yang rendah kira-kira 4.6 × 10⁻⁶/°C, memastikan kestabilan dimensi yang sangat baik. Selain itu, pekali pengembangan habanya hampir sepadan dengan silikon, menjadikannya pilihan ideal untuk persekitaran terkawal ketepatan, termasuk semikonduktor, peranti optik dan aplikasi suhu tinggi.
Kelemahan AlN Ceramic
1.Sensitiviti Hidrolisis
Salah satu kelemahan utama seramik AlN ialah kecenderungannya untuk mengalami hidrolisis apabila terdedah kepada air. Ikatan Al-N dalam aluminium nitrida agak lemah dan boleh diserang oleh molekul air, yang membawa kepada pembentukan aluminium hidroksida dan gas ammonia. Tindak balas ini menjejaskan kestabilan seramik AlN dalam persekitaran lembap, yang berpotensi menjejaskan kebolehpercayaan sistem elektronik.
2.Rapuh
Walaupun sifat terma dan elektriknya yang sangat baik, seramik aluminium nitrida mempunyai keliatan patah yang rendah, menjadikannya mudah terdedah kepada kerepek dan retak akibat hentaman atau tekanan mekanikal.
3.Kos Tinggi
Kos tinggi seramik nitrida aluminium adalah satu lagi had penting. Harga bahan mentah kekal tinggi, dan pemesinannya adalah rumit dan memakan masa kerana kekerasan tinggi bahan dan rintangan haus. Faktor-faktor ini menyumbang kepada peningkatan kos pengeluaran, menyekat penggunaan meluas seramik AlN.
