Serie de sustratos cerámicos: introducción a los materiales de sustrato cerámico
Sustratos cerámicosson materiales comúnmente utilizados en empaques electrónicos, que sirven como base de soporte para componentes electrónicos. En comparación con materiales comunes como metales y compuestos plásticos, los sustratos cerámicos poseen las siguientes características:
1.Excelente aislamiento y alta confiabilidad.
2.Baja constante dieléctrica y buenas características de alta frecuencia.
3.Bajo coeficiente de expansión térmica y bajo desajuste térmico.
4.Alta conductividad térmica.
Actualmente, varios materiales de sustrato cerámico electrónico de uso común incluyen alúmina (Al2O3), nitruro de aluminio (AlN) y nitruro de silicio (Si3N4). Debido a las excelentes propiedades de los sustratos cerámicos electrónicos, son ampliamente aplicados en campos como la electrónica, optoelectrónica, telecomunicaciones, aeroespacial, entre otros:
Los sustratos cerámicos de alúmina son los sustratos cerámicos más utilizados debido a su buen aislamiento, estabilidad química, propiedades mecánicas y bajo costo. Sin embargo, debido a la conductividad térmica relativamente baja de los sustratos de alúmina y al pobre coeficiente de expansión térmica que coincide con el silicio, las perspectivas de aplicación de los materiales de alúmina en el embalaje de módulos de alta potencia no son optimistas.Se aplican principalmente en sectores de rango de potencia medio y bajo, como la electrónica de potencia de uso general, la fotovoltaica concentrada, los módulos semiconductores de automoción, etc.
Los sustratos de nitruro de aluminio están hechos de cerámicas de nitruro de aluminio de alta conductividad térmica, con una conductividad térmica de hasta 170 w/mk, la más alta entre todos nuestros materiales cerámicos. Además, el coeficiente de expansión térmica del AlN combina bien con semiconductores como Si, SiC y GaAs, lo que reduce eficazmente las tensiones internas dentro de los módulos.Sin embargo, debido al alto costo de producción de nitruro de aluminio en comparación con la alúmina, se aplica principalmente en industrias de alta gama, como dispositivos semiconductores de alta potencia, circuitos integrados a gran escala, disipadores de calor LED de alta potencia, etc.
En comparación con la alúmina y el nitruro de aluminio, las cerámicas de nitruro de silicio cuentan con propiedades mecánicas superiores. También presentan alta conductividad térmica, excelente radiación térmica, resistencia al ciclo de calor y confiabilidad. La utilización de sustratos cerámicos de nitruro de silicio garantiza que las placas de circuito posean una importante resistencia a la flexión, resistencia a la flexión, choque térmico y conductividad térmica, garantizando así la confiabilidad de los módulos de alta potencia durante el funcionamiento.Los sustratos cerámicos de nitruro de silicio son más adecuados para aplicaciones con importantes vibraciones mecánicas, choques térmicos, grandes sobretensiones y requisitos exigentes de alta confiabilidad y estabilidad, como la industria aeroespacial, el transporte ferroviario, los vehículos eléctricos, los inversores fotovoltaicos, las redes inteligentes, etc.
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