Introduction
Les substrats en céramique sont un matériau de base généralement utilisé dans les modules de puissance pour la gestion thermique, offrant une isolation électrique et un support mécanique. En raison de la combinaison inhérente idéale de conductivité thermique élevée, de propriétés d'isolation à haute tension et de courant, de résistance mécanique et de résistance à la corrosion, les performances et la fiabilité des dispositifs, tels que l'électronique de puissance et la céramique d'emballage à haute température, avec des substrats en céramique sont considérablement optimisés. .
Avantages du substrat en céramique
Lorsque vous choisissez des substrats en céramique, ils vous rembourseront et apporteront de nombreux avantages, y compris principalement
1. Offrir un transfert et une dissipation rapides à haute chauffe en raison de sa conductivité thermique élevée
2. Posséder une faible expansivité thermique avec des fluctuations de température avec des puces montées
3. Posséder une capacité de liaison amicale avec des métaux multiples via des médias spécifiques
4. Fourniture d'une excellente ventilation d'isolation, idéal pour diverses circonstances à haute tension et à haut courant
5. Fournit une stabilité chimique et une inertie supérieures, il ne réagira pas avec la plupart des acides, des alcalis et des sels dans l'air et ne s'oxyderont jamais.
Types de substrats en céramique
Les substrats en céramique sont fabriqués à partir d'une variété de matériaux en céramique avancés. Selon les catégories de matières premières utilisées dans la plupart des applications pratiques, elles peuvent être principalement classées dans les types suivants:
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1.Alumina al2O3 Substrat en céramique
C'est le substrat en céramique le plus utilisé en raison de sa rentabilité. Il détient une part supérieure à 80% sur le marché du substrat en céramique.
2. substrat aln nitrure d'aluminium
Le substrat au nitrure d'aluminium est présenté par sa fabuleuse conductivité thermique jusqu'à 180 W / Mk à température ambiante.
3. substrat de nitrure de silicium SI3N4
Le substrat de nitrure de silicium est connu pour sa superbe résistance à la flexion et sa forte résistance aux chocs thermiques chez les substrats en céramique.
4. Zirconia ZRO2 substrat en céramique
Le substrat céramique en zircone est caractéristique de sa ténacité à fracture super-hauteur et de ses propriétés d'isolement thermique distinctes.
5. Beryllia Oxyde BEO Substrat en céramique
Il s'agit d'un substrat en céramique que les gens aiment et détestent. Certains aiment sa conductivité thermique ultra-élevée, mais d'autres le détestent en raison de sa forte toxicité pendant la préparation de la poudre.
Utilisations de substrats en céramique
Substrats en céramique d'alumine
En raison des caractéristiques des substrats d'alumine à haute pureté, qui ont une conductivité thermique relativement faible et un coefficient de dilatation thermique élevé, sont principalement utilisés dans l'électronique automobile, l'éclairage semi-conducteur et l'équipement électrique.
Substrats au nitrure d'aluminium
Étant donné que le matériau en céramique au nitrure d'aluminium a une conductivité thermique élevée et un coefficient de dilatation thermique, en plus de sa résistance à l'isolation élevée et de sa faible constante diélectrique, il s'agit d'un substrat d'emballage idéal et d'un matériau de dissipation thermique.
Substrats de nitrure de silicium
Compte tenu de la forte résistance mécanique, de la conductivité thermique élevée et de la résistance aux chocs thermiques de la céramique du nitrure de silicium (Si3N4), des substrats SI3N4 sont largement utilisés dans les semi-conducteurs de haute puissance, les équipements haut de gamme, les véhicules de nouveaux énergies et les moteurs d'avion.
Substrats céramiques en zircone
Étant donné que les céramiques en zircone (ZRO2) ont d'excellentes propriétés mécaniques, isolation thermique, indice de réfraction et transparence spectrale large, elles sont largement utilisées dans l'industrie, l'électronique, l'optique et la médecine.
Substrats en céramique de Beryllia
Les substrats d'oxyde de béryllium ont une faible densité, une conductivité thermique extrêmement élevée et de bonnes performances complètes. Cependant, la poudre BeO est très toxique et coûteuse, il n'est donc utilisé que dans quelques domaines, tels que des dispositifs semi-conducteurs à haute puissance et haute fréquence, des avioniques et des communications par satellite.
Réflexions finales
En un mot, l'application de substrats en céramique a couvert presque toute la puissance électronique haut de gamme et même les communications, les ordinateurs, les militaires et les champs aérospatiaux. Avec l'innovation et les progrès des technologies dans divers domaines d'application, le marché mondial du substrat en céramique augmentera considérablement.
Avec des percées continues dans la technologie de purification de la poudre de substrat en céramique et l'amélioration des processus de moulage et de métallisation en céramique, les substrats en céramique se développeront vers des performances plus minces, plus élevées, une fiabilité plus élevée et une intégration plus élevée.