Substrati ceramici ad alte prestazioni: allumina (Al2O3), nitruro di alluminio (AlN) e nitruro di silicio (Si3N4)
I substrati ceramici sono componenti critici nell'elettronica moderna, fornendo la base essenziale per i circuiti, gestendo il calore e garantendo l'isolamento elettrico.Tra i materiali più utilizzati ci sono:Alumina (Al2O3), nitrito di alluminio (AlN) e nitrito di silicio (Si3N4), ognuna delle quali offre un insieme unico di proprietà per applicazioni più impegnative.
Confronto delle proprietà dei substrati ceramici
| Caratteristica / Materiale |
Al2O3 96% |
Al2O3 99,6% |
AIN |
Si3N4 |
| Densità apparente (g/cm3) |
3.7-3.8 |
3.8-3.9 |
3.3 |
3.5 |
| Durezza di Vickers (GPa) |
16 |
21 |
11 |
15 |
| Resistenza alla piegatura (MPa) |
500 |
400 |
320 |
750 |
| Modulo di elasticità (GPa) |
340 |
350 |
320 |
300 |
| Conduttività termica (W/m*K) |
24 |
28 |
180 |
55 |
| Coefficiente di espansione termica (10−6/K) |
6.8-8.0 |
6.8-8.5 |
4.7-5.6 |
2.7 |
| Resistenza dielettrica (KV/mm) |
15 |
10 |
16 |
36 |
| Resistenza al volume (Ω*m) |
>1012 |
>1012 |
>1012 |
>1012 |
| Costante dielettrica |
9.8 |
9.9 |
8.9 |
8.5 |
Guida per la selezione dei materiali e applicazioni principali
Sottostrati di nitruro di alluminio (AlN) - la soluzione termica definitiva
Il nitruro di alluminio è noto per la suaconduttività termica eccezionale, che è significativamente superiore a quella dell'allumina.scelta principale per elettronica ad alta potenza e ad alta frequenzadove è fondamentale un'efficiente dissipazione del calore.
- Applicazioni principali:
- Gestione termica:Substrati per LED ad alta potenza, diodi laser, moduli IGBT e dispositivi di raffreddamento.
- Circuiti avanzati:Matrici per PCB in ceramica e substrati per la metallizzazione a film spesso/sottile.
- RF/Microonde:Substrati di precisione per circuiti integrati a microonde (MIC) con caratteristiche di alta densità.
- Caratteristiche chiave:
- Alta conduttività termica (180 W/m*K)
- Eccellente isolamento elettrico
- Basso CTE, si adatta bene al silicio
- Disponibile con superfici lucide per la tecnologia a film sottile
Sottostati di allumina (Al2O3) - Lo standard economico
La ceramica di alluminio offre il miglior equilibrio tra prestazioni e costi, rendendola il materiale di substrato più utilizzato.e buone proprietà termiche ad un prezzo competitivo.
- Applicazioni principali:
- Dischi di circuito standard:PCB in ceramica a strati spessi e sottili.
- Sensori e riscaldatori:Base per resistori, sensori ed elementi di riscaldamento.
- Isolamento generale:Wafer per ozonizzatori, protettori per elementi piezoelettrici e isolamento elettronico generale.
- Caratteristiche chiave:
- Eccellente.Relazione costi/prestazioni
- Alta resistenza meccanica e resistenza all'usura
- Buona stabilità termica e chimica
- Disponibile con purezza dal 96% al 99,7%
Sottostrati di nitruro di silicio (Si3N4) - La centrale meccanica
Il nitruro di silicio si distingue per la suaeccezionale resistenza alla frattura e resistenza alla piegatura, che lo rende la scelta migliore per applicazioni soggette a forti sollecitazioni meccaniche, shock termici e ambienti difficili.
- Applicazioni principali:
- Applicazioni ad alta affidabilità:Substrati per elettronica automobilistica e aerospaziale.
- Resistenza al ciclo termico:Ideale per i moduli di alimentazione sottoposti a frequente riscaldamento e raffreddamento.
- Substrati sottili duri:Permette la produzione di materiali molto sottili (fino a0.3 mm), ma con substrati robusti e scarsa resistenza termica.
- Caratteristiche chiave:
- Resistenza alla piegatura molto elevata (750 MPa)
- Resistenza agli urti termici superiore
- Alta resistenza alla frattura e all'usura
- Eccellente resistenza dielettrica
Perché scegliere i nostri substrati in ceramica?
Siamo specializzati nella produzione di prodotti di alta qualitàSubstrati di allumina, nitruro di alluminio e nitruro di silicioLe nostre capacità includono:
- Geometria personalizzata:La lavorazione al laser per forme, fori e scanalature precise.
- Finiture di superficie:Dalla terra alle superfici lucide a livello laser.
- Metalizzazione avanzata:Opzioni di metallizzazione a film sottile e spessore.
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