Substratos cerámicos de alto rendimiento: alumina (Al2O3), nitruro de aluminio (AlN) y nitruro de silicio (Si3N4)
Los sustratos cerámicos son componentes críticos en la electrónica moderna, proporcionando la base esencial para los circuitos mientras gestionan el calor y aseguran el aislamiento eléctrico.Entre los materiales más utilizados se encuentranAlumina (Al2O3), Nitruro de aluminio (AlN) y Nitruro de silicio (Si3N4), cada uno ofreciendo un conjunto único de propiedades para aplicaciones exigentes.
Comparación de las propiedades de los sustratos cerámicos
| Características / Material |
Al2O3 96% |
Al2O3 99,6% |
AIN |
Si3N4 |
| Densidad aparente (g/cm3) |
3.7 a 3.8 |
3.8-3.9 |
3.3 |
3.5 |
| Dureza de Vickers (GPa) |
16 |
21 |
11 |
15 |
| Resistencia a la flexión (MPa) |
500 |
400 |
320 |
750 |
| Modulo de elasticidad (GPa) |
340 |
350 |
320 |
300 |
| Conductividad térmica (W/m*K) |
24 |
28 |
180 |
55 |
| Coeficiente de expansión térmica (10−6/K) |
6.8 a 8.0 |
6.8 a 8.5 |
4.7 a 5.6 |
2.7 |
| Resistencia dieléctrica (KV/mm) |
15 |
10 |
16 |
36 |
| Resistencia por volumen (Ω*m) |
> 1012 |
> 1012 |
> 1012 |
> 1012 |
| Constante dieléctrica |
9.8 |
9.9 |
8.9 |
8.5 |
Guía de selección de materiales y aplicaciones clave
Substratos de nitruro de aluminio (AlN) - La solución térmica definitiva
El Nitruro de Aluminio es conocido por suconductividad térmica excepcional, que es significativamente superior al de la alumina.elección principal para la electrónica de alta potencia y alta frecuenciadonde la disipación eficiente del calor es primordial.
- Aplicaciones principales:
- Gestión térmica:Substrato para LEDs de alta potencia, diodos láser, módulos IGBT y dispositivos de enfriamiento. Ideal como almohadillas aislantes para transferir calor de componentes a disipadores de calor.
- Circuitos avanzados:Maturas de PCB cerámicas y sustratos para la metalización de películas gruesas/películas delgadas.
- RF/microondas:Substratos de precisión para circuitos integrados de microondas (MIC) con características de alta densidad.
- Características clave:
- Alta conductividad térmica (180 W/m*K)
- Excelente aislamiento eléctrico
- Baja ETC, se combina bien con el silicio
- Disponible con superficies pulidas para la tecnología de película delgada
Substratos de alumina (Al2O3) - La norma más rentable
La cerámica de alumina ofrece el mejor equilibrio entre el rendimiento y el costo, por lo que es el material de sustrato más utilizado.y buenas propiedades térmicas a un precio competitivo.
- Aplicaciones principales:
- Las placas de circuito estándar:PCB cerámicos de película gruesa y película delgada.
- Sensores y calentadores:Bases para resistencias, sensores y elementos de calefacción.
- Aislamiento general:Wafers para ozonizadores, protectores para elementos piezoeléctricos y aislamiento electrónico general.
- Características clave:
- Es excelente.Relación coste/rendimiento
- Alta resistencia mecánica y resistencia al desgaste
- Buena estabilidad térmica y química
- Disponible con una pureza del 96% al 99,7%
Nitruro de silicio (Si3N4) sustratos - La central eléctrica mecánica
El nitruro de silicio destaca por suexcepcional resistencia a la fractura y resistencia a la flexión, por lo que es la mejor opción para aplicaciones sometidas a tensiones mecánicas severas, choque térmico y ambientes hostiles.
- Aplicaciones principales:
- Aplicaciones de alta fiabilidad:Substratos para la electrónica automotriz y aeroespacial.
- Resistencia al ciclo térmico:Ideal para módulos de energía sometidos a calentamiento y enfriamiento frecuentes.
- Sustratos delgados resistentes:Permite la producción de materiales muy finos (hasta0.3 mm), pero con sustratos robustos y baja resistencia térmica.
- Características clave:
- Resistencia a la flexión muy alta (750 MPa)
- Resistencia superior al choque térmico
- Alta resistencia a la fractura y al desgaste
- Excelente resistencia dieléctrica
¿Por qué elegir nuestros sustratos de cerámica?
Nos especializamos en la fabricación de alta calidadSubstratos de aluminio, nitrato de aluminio y nitrato de silicioNuestras capacidades incluyen:
- Geometría personalizada:Mecanizado con láser para obtener formas, agujeros y ranuras precisos.
- Superficies de acabado:Desde el suelo hasta superficies pulidas con láser.
- Metalización avanzada:Opciones de metallización de película delgada y de película gruesa.
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