氮化铝陶瓷件

参数指标

• 陶瓷材质： 高纯AlN（≥96%）
• 热导率： ≥170 W/m·K（25℃）
• 导体材质： 无氧铜 (TU1)，表面镀金
• 封接方式： 活性钎焊 (Ag-Cu-Ti)
• 绝缘电阻： ≥1×10¹² Ω (500 V DC, 25℃)
• 介电强度： ≥15 kV/mm (DC)
• 漏率： ≤1×10⁻¹⁰ Pa·m³/s
• 烘烤温度： 500℃ (真空/惰性气氛)
• 额定电流： 50 A (稳态，自然冷却)

产品介绍

　　本产品为采用高纯氮化铝陶瓷作为绝缘介质的真空电极芯体组件，针对高功率、高热流密度及对热传导有严格要求的真空环境应用而设计。氮化铝陶瓷兼具优异的电绝缘性能与接近金属的导热能力（理论热导率
320 W/m·K），可在有效隔绝高电压的同时，将导体焦耳热快速传导至法兰基体或冷却结构，显著降低电极热点温度。产品采用活性金属钎焊或厚膜金属化后钎焊工艺实现陶瓷-金属封接，导体材料可选无氧铜、可伐合金、钼等，适用于需要高功率馈入且对热管理有严格要求的真空设备与半导体工艺装备。

技术特征

　　氮化铝陶瓷特性：采用常压烧结高纯AlN陶瓷（AlN含量≥96%），体积密度≥3.30 g/cm³，热导率≥170 W/m·K（实测值，25℃），体积电阻率≥1×10¹² Ω·cm（25℃），介电强度≥15 kV/mm，介电常数约8.6–9.0（1 MHz），介质损耗角正切≤5×10⁻⁴，热膨胀系数约4.5×10⁻⁶/K（25–400℃），与硅、砷化镓等半导体材料热匹配性良好。
　　热管理优势：相较于氧化铝陶瓷（热导率约20–30 W/m·K），氮化铝陶瓷电极的导热效率提升约一个数量级。在高电流密度工况下，导体温升可降低40%–60%，有效抑制绝缘体热击穿风险，延长电极服役寿命。适用于连续波射频馈入、直流大电流偏压及重复频率脉冲功率场景。
　　导体与封接：推荐选用无氧铜（TU1）或钼作为导体，以充分利用陶瓷的高导热特性形成高效热通道。封接工艺采用含钛活性钎料（Ag-Cu-Ti系）直接钎焊，无需陶瓷表面金属化预处理，界面剪切强度≥80 MPa；亦可采用厚膜金属化（W或Ag-Pd浆料烧结）后以Ag-Cu共晶或Au基钎料封接，满足更高洁净度要求。
　　构型与定制：提供单芯功率电极、多芯阵列电极及同轴射频电极构型。陶瓷体可设计为带散热翼片的异形结构，增大热传导截面积；导体大气端可预装水冷接头或高电流端子，额定电流覆盖10 A至200 A。
　　真空兼容性：氮化铝陶瓷在高温下不分解、不放气，经预除气处理后，200℃释气率低于1×10⁻⁷ Pa·L/s·cm²，适用于1×10⁻⁷ Pa以上的高真空与超高真空环境。可在惰性气氛或真空条件下耐受500℃烘烤（非氧化性环境）。
　　表面防护：AlN陶瓷在潮湿环境中长期暴露可能发生表面水解，本产品在大气侧暴露面提供可选防护涂层（硅树脂或Parylene C气相沉积），确保在常规实验室环境下的储存与使用稳定性。

典型应用场合

　　半导体刻蚀与沉积设备（ICP/CCP电极馈入）、高功率激光器放电腔、大电流离子源与等离子体炬、射频/微波真空窗与馈通、电力电子器件真空封装、粒子加速器高频腔馈电、航天电推进供能接口。