窒化アルミニウムとは？
ちっかあるみにうむ
窒化アルミニウムとは、アルミニウムと窒素の化合物で、優れた熱伝導性と電気絶縁性を兼ね備えたセラミックス材料です。
窒化アルミニウム（ちっかアルミニウム、AlN）は、アルミニウム（Al）と窒素（N）が1対1の比率で結合したセラミックス系材料です。ウルツ鉱型の結晶構造を持ち、共有結合性が強いため、セラミックスとしては極めて高い熱伝導率（理論値で約320 W/m·K、実用的な焼結体では170〜230 W/m·K程度）を示します。
窒化アルミニウムの主な特性は以下のとおりです。
- 高熱伝導性：アルミナ（酸化アルミニウム）の約10倍の熱伝導率を持ち、効率よく熱を逃がせる。
- 電気絶縁性：バンドギャップが広く（約6.2 eV）、高い絶縁破壊電圧を示す。
- 熱膨張係数：シリコンに近い熱膨張係数（約4〜5 ppm/K）を持ち、半導体デバイスとの相性が良い。
- 化学安定性：高温でも酸化しにくく、耐食性に優れる。
これらの特性から、パワー半導体モジュールの絶縁放熱基板・LED用基板・高周波デバイスの基板材料として広く利用されています。また、紫外線領域の発光が可能なため、深紫外LED（殺菌・医療用途）の活性層材料としても注目されています。製造にはホットプレス焼結や常圧焼結が用いられ、焼結助剤の選択が熱伝導率に大きく影響します。
使い方・例文
電気自動車のインバーターに使われるパワー半導体モジュールでは、窒化アルミニウム基板が発熱素子の熱を効率よく外部に逃がす絶縁放熱基板として使われています。
この用語をシェア
最終更新: