Substrate auf Basis von Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (Si3N4) und anderen keramischen Materialien
Substrate auf Basis von Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (Si3N4) und anderen keramischen Materialien werden aufgrund ihrer Eigenschaften in der Elektronikindustrie weit verbreitet eingesetzt.
| Eigenschaft / Material |
Al2O3 96% |
Al2O3 99,6% |
AlN |
Si3N4 |
| Scheinbare Dichte, g/cm3 |
3,7-3,8 |
3,8-3,9 |
3,3 |
3,5 |
| Vicker’s Härte, GPa |
16 |
21 |
11 |
15 |
| Biegefestigkeit, MPa |
500 |
400 |
320 |
750 |
| Elastizitätsmodul, GPa |
340 |
350 |
320 |
300 |
| Wärmeleitfähigkeit, W/(m·K) |
24 |
28 |
180 |
55 |
| TCLE, 10-6/ºK |
6,8-8,0 |
6,8-8,5 |
4,7-5,6 |
2,7 |
| Elektrische Festigkeit, KV/mm |
15 |
10 |
16 |
36 |
| Volumenwiderstand, Ohm*m |
>1012 |
>1012 |
>1012 |
>1012 |
| Dielektrizitätskonstante |
9,8 |
9,9 |
8,9 |
8,5 |
Hauptanwendungen:
- Dies von keramischen Leiterplatten (PCB);
- Substrate für die Metallisierung in Dickschicht- und Dünnschichttechnologien;
- polierte Substrate für die Metallisierung in Dünnschichttechnologie;
- Substrate für LEDs, Laserdioden;
- Präzisionssubstrate für Mikrowellen-Schaltungen und Mikro-Baugruppen mit hoher Dichte an Löchern und Rillen für Kristalle;
- Mehrfachplatinen für Sätze von Widerständen, Rheostaten, Füllstandssensoren, Druck usw.;
- Träger von Sensorschaltungen für giftige Substanzen, ionisierende Strahlung, Magnetfelder usw.;
- Wafer für Luftionisierer und Ozonisatoren;
- Isolierpads zur Wärmeableitung von elektronischen Bauteilen zum Kühlkörper;
- Schutzvorrichtungen für Elemente von piezoelektrischen Wandlern;
- Basen und Halterungen von flachen Heizelementen, Kristallen von Hochleistungs-Halbleiterbauelementen;
- Platten für thermoelektrische Module (Peltier-Elemente);
- Abschirmungen für Hochfrequenz-Plasmageneratoren.
Anwendungsmerkmale von Produkten aus Aluminiumoxid (Al2O3)
Aluminiumoxid (Al2O3) hat eine ausgezeichnete Kombination von Materialeigenschaften und die niedrigsten Kosten. Hohe mechanische Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Feuerbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit und chemische Trägheit ermöglichen in einigen Fällen den Ersatz teurerer Materialien, um die Produktionskosten zu senken.
Der Al2O3-Gehalt variiert von 96 % bis 99,7 %, die Dicke ab 0,25 mm. Die Oberfläche kann geschliffen oder poliert werden, Metallisierung und jede Geometrie ist möglich.
Anwendungsmerkmale von Produkten aus Aluminiumnitrid (AlN)
Aufgrund seiner hervorragenden Isolationseigenschaften, der hohen Wärmeleitfähigkeit, der Festigkeit und des niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird Aluminiumnitrid AlN in Hochleistungs-Elektronikgeräten, isolierten Gate-Bipolartransistoren (IGBT), Kommunikationssystemen, LED-Anzeigen, passiven Bauelementen, Kühlvorrichtungen und der direkten Verbindung von Bauelementen auf kupferbelastetem Lot verwendet. Der AlN-Gehalt variiert von 96 % bis 99,7 %, die Dicke von 0,25 bis 11 mm. Verarbeitungsmöglichkeiten für Dünn- und Dickschichtstrukturen: Schleifbearbeitung und polierte Oberfläche. Metallisierung und jede Geometrie ist möglich.
Anwendungsmerkmale von Produkten aus Siliziumnitrid (Si3N4)
Siliziumnitrid (Si3N4) weist außergewöhnliche mechanische Eigenschaften bei kontinuierlichem thermischen Zyklus, im Tiefvakuum, im Regime erhöhter Reibung und unter anderen rauen Betriebsbedingungen auf. Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und sehr hohe Biegefestigkeit ermöglichen die Herstellung von Substraten mit einer Dicke von 0,3 mm, was zu niedrigen Werten des Wärmewiderstands führt (dies kann mit 1,0 mm dickem Aluminiumnitrid verglichen werden), während die mechanischen Eigenschaften, die über einen weiten Temperaturbereich und andere Bedingungen einer aggressiven Umgebung stabil sind, erheblich verbessert werden.
Siliziumnitrid hat im Vergleich zu anderen keramischen Materialien eine hohe Strahlungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und beträchtliche elektrische Festigkeit.
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