Introducción
Los sustratos de cerámica son un material base típicamente utilizado en módulos de potencia para el manejo térmico, que ofrecen aislamiento eléctrico y soporte mecánico. Debido a la combinación inherente ideal de alta conductividad térmica, propiedades de aislamiento de alto voltaje y corriente, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión, el rendimiento y la confiabilidad de los dispositivos, como la electrónica de potencia y la cerámica de envasado de alto nivel, con sustratos de cerámica se optimizan significativamente .
Ventajas del sustrato de cerámica
Cuando elige sustratos de cerámica, le pagarán y traerán muchos beneficios, principalmente incluyendo
1. Ofreciendo una transferencia rápida de calor y disipación debido a su alta conductividad térmica
2. Poseer la baja expansividad térmica con fluctuaciones de temperatura con chips montados
3. Poseer la capacidad de unión amigable con metales múltiples a través de medios específicos
4. Suministro de excelente desglose de aislamiento, ideal para varias circunstancias de alto voltaje y alta corriente
5. Proporcionando estabilidad e inercia química superior, no reaccionará con la mayoría de los ácidos, álcalis y sales en el aire y nunca se oxidará.
Tipos de sustratos de cerámica
Los sustratos de cerámica están hechos de una variedad de materiales cerámicos avanzados. De acuerdo con las categorías de materias primas utilizadas en la mayoría de las aplicaciones prácticas, se pueden clasificar principalmente en los siguientes tipos:
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1.Strato de cerámica Al2O3 Al2O3
Es el sustrato de cerámica más utilizado debido a su rentabilidad. Tiene una participación superior al 80 % en el mercado de sustratos de cerámica.
2. Sustrato de aluminio de nitruro Aln
El sustrato de nitruro de aluminio se presenta por su fabulosa conductividad térmica de hasta 180W/mk a temperatura ambiente.
3. Substrato de nitruro de silicio SI3N4
El sustrato de nitruro de silicio es conocido por su excelente resistencia a la flexión y una alta resistencia al choque térmico entre sustratos de cerámica.
4. Zirconia ZRO2 sustrato de cerámica
El sustrato cerámico de circonio es característico de su dureza de fractura súper alta y propiedades distintivas de aislamiento térmico.
5. Beryllia óxido beo sustrato cerámico
Es un sustrato de cerámica que a las personas les gusta y odian. Algunos aman su conductividad térmica ultra alta, pero otros la odian debido a su alta toxicidad durante la preparación del polvo.
Usos de sustratos de cerámica
Sustratos de cerámica de alúmina
Debido a las características de los sustratos de alúmina de alta pureza, que tienen una conductividad térmica relativamente baja y un alto coeficiente de expansión térmica, se utilizan principalmente en electrónica automotriz, iluminación semiconductora y equipos eléctricos.
Sustratos de nitruro de aluminio
Debido a que el material cerámico de nitruro de aluminio tiene alta conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica, además de su alta resistencia a aislamiento y baja constante dieléctrica, es un sustrato de envasado ideal y material de disipación de calor.
Sustratos de nitruro de silicio
Dada la alta resistencia mecánica, la alta conductividad térmica y la resistencia al choque térmico de la cerámica de nitruro de silicio (SI3N4), los sustratos SI3N4 se utilizan ampliamente en semiconductores de alta potencia, equipos de alta gama, nuevos vehículos de energía y máquinas de aeronaves.
Sustratos de cerámica de circonía
Teniendo en cuenta que la cerámica de circonio (ZRO2) tiene excelentes propiedades mecánicas, aislamiento térmico, índice de refracción y amplia transparencia espectral, se utilizan ampliamente en la industria, la electrónica, la óptica y la medicina.
Sustratos de cerámica de Beryllia
Los sustratos de óxido de berilio tienen baja densidad, conductividad térmica extremadamente alta y un buen rendimiento integral. Sin embargo, el polvo BeO es altamente tóxico y costoso, por lo que solo se usa en unos pocos campos, como dispositivos semiconductores de alta potencia, alta frecuencia, aviónica y comunicaciones satelitales.
Pensamientos finales
En una palabra, la aplicación de sustratos de cerámica ha cubierto casi toda la potencia electrónica de alta gama e incluso comunicaciones, computadoras, militares y campos aeroespaciales. Con la innovación y el progreso de las tecnologías en varios campos de aplicación, el mercado global de sustratos de cerámica crecerá sustancialmente.
Con avances continuos en la tecnología de purificación de polvo de sustrato de cerámica y la mejora de los procesos de moldeo y metalización de cerámica, los sustratos de cerámica se desarrollarán hacia un rendimiento más delgado, mayor, mayor confiabilidad e integración.