Série de substrato cerâmico - introdução aos materiais de substrato cerâmico
Substratos cerâmicossão materiais comumente utilizados em embalagens eletrônicas, servindo como base de suporte para componentes eletrônicos. Em comparação com materiais comuns, como metais e compósitos plásticos, os substratos cerâmicos possuem as seguintes características:
1.Excelente isolamento e alta confiabilidade.
2. Baixa constante dielétrica e boas características de alta frequência.
3. Baixo coeficiente de expansão térmica e baixa incompatibilidade térmica.
4.Alta condutividade térmica.
Atualmente, vários materiais de substrato cerâmico eletrônico comumente usados incluem alumina (Al2O3), nitreto de alumínio (AlN) e nitreto de silício (Si3N4). Devido às excelentes propriedades dos substratos cerâmicos eletrônicos, eles são amplamente aplicados em áreas como eletrônica, optoeletrônica, telecomunicações, aeroespacial, entre outras:
Os substratos cerâmicos de alumina são os substratos cerâmicos mais comumente usados devido ao seu bom isolamento, estabilidade química, propriedades mecânicas e baixo custo. No entanto, devido à condutividade térmica relativamente baixa dos substratos de alumina e ao baixo coeficiente de expansão térmica correspondente ao silício, as perspectivas de aplicação de materiais de alumina em embalagens de módulos de alta potência não são otimistas.Eles são aplicados principalmente em setores de média e baixa potência, como eletrônica de potência de uso geral, energia fotovoltaica concentrada, módulos semicondutores automotivos, etc.
Os substratos de nitreto de alumínio são feitos de cerâmica de nitreto de alumínio de alta condutividade térmica, com uma condutividade térmica de até 170w/mk, a mais alta entre todos os nossos materiais cerâmicos. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do AlN combina bem com semicondutores como Si, SiC e GaAs, reduzindo efetivamente as tensões internas nos módulos.No entanto, devido ao alto custo de produção de nitreto de alumínio em comparação com a alumina, ele é aplicado principalmente em indústrias de ponta, como dispositivos semicondutores de alta potência, circuitos integrados de grande escala, dissipadores de calor LED de alta potência, etc.
Em comparação com a alumina e o nitreto de alumínio, a cerâmica de nitreto de silício apresenta propriedades mecânicas superiores. Eles também apresentam alta condutividade térmica, excelente radiação térmica, resistência ao ciclo térmico e confiabilidade. A utilização de substratos cerâmicos de nitreto de silício garante que as placas de circuito possuam resistência à flexão significativa, resistência à flexão, choque térmico e condutividade térmica, garantindo assim a confiabilidade dos módulos de alta potência durante a operação.Os substratos cerâmicos de nitreto de silício são mais adequados para aplicações com vibração mecânica significativa, choque térmico, grandes picos de corrente e requisitos exigentes de alta confiabilidade e estabilidade, como aeroespacial, transporte ferroviário, veículos elétricos, inversores fotovoltaicos, redes inteligentes, etc.
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