窒化アルミ（AlN）は、アルミニウムの窒化物であり、非常に高い熱伝導率を持つセラミックスです。
アルミナの約6〜8倍の熱伝導率と優れた電気絶縁性を併せ持ち、シリコンに近い熱膨張係数により、半導体製造装置部品やパワー半導体基板、LED放熱基板など、高い放熱性と絶縁性が求められる用途に最適です。
| 化学式 | AlN（窒化アルミニウム） |
|---|---|
| 色 | 白色〜灰白色 |
| 密度 | 3.26 g/cm³ |
| 硬度 | HV1000〜1200（ビッカース硬度） |
| 融点 | 約2200℃ |
| 焼成温度 | 約1700〜1900℃ |
|---|---|
| 熱伝導率 | 170〜220 W/(m·K) |
| 電気絶縁性 | 高い |
| 耐熱温度 | 700〜900℃ |
| 熱膨張係数 | 約4.5×10⁻⁶/K |
一般的な窒化アルミの物性値です。実際の数値とは異なります。
主要セラミックスの中でトップクラスの熱伝導率を持ち、アルミニウムに近い放熱性能を発揮します。効率的に熱を逃がすことができるため、パワー半導体基板やLED放熱基板、ヒーター均熱板など、高い放熱性が求められる用途に最適です。
高熱伝導と絶縁性を両立する代表的な素材で、パワー半導体基板に最適です。多くの電気絶縁性材料は断熱的ですが、窒化アルミは電気システムが熱を速やかに放熱し、最大の効率を維持することを可能にします。半導体基板や電子部品基板として最適です。
熱膨張差による応力が小さく、半導体装置部品の信頼性向上に寄与します。
フッ素系ガスをはじめとする各種プラズマに対して優れた耐性を持ち、半導体製造装置のプラズマ環境でも長期間安定して使用できます。高純度で耐プラズマ性に優れ、パーティクル発生が少ないため、半導体製造装置用部品として最適です。
高い熱伝導率と低い熱膨張係数の組み合わせにより、優れた耐熱衝撃性を発揮します。急熱・急冷に強く、温度変化が激しい環境でも割れにくく、安定した性能を維持します。均熱性が高く、温度ムラが少ないため、ヒーター均熱板として最適です。
ファインセラミックスの中では比較的加工しやすい素材で、ビッカース硬度は約1000〜1200と、アルミナやジルコニアより低く、精密加工に対応しやすい特性があります。複雑形状の部品も製作可能で、コストを抑えた加工ができます。
窒化アルミの優れた特性は、さまざまな産業分野の課題を解決します。「放熱性と絶縁性を両立したい」「半導体製造装置で熱を効率的に逃がしたい」「LED基板の放熱性を向上させたい」など、高い放熱性と絶縁性が求められる課題に、窒化アルミが最適な解決策を提供します。
