Substrat en céramique au nitrure de silicium

Céramique nitrure de siliciumLe substrat est un substrat céramique haute performance en nitrure de silicium (Si₃n₄) comme matériau central. Ses principaux composants sont les éléments de silicium (Si) et d'azote (N), qui sont chimiquement liés pour former Si₃n₄. Pendant le processus de fabrication, une petite quantité d'aides au frittage, telles que l'oxyde d'aluminium (al₂o₃) ou l'oxyde d'yttrium (Y₂o₃), sont généralement ajoutées pour aider le matériau à former une microstructure dense et uniforme à des températures élevées.

La structure cristalline interne des substrats céramiques de nitrure de silicium est principalement en phase β, avec des grains entrelacés formant un réseau en nid d'abeille stable. Cet arrangement unique confère une forte résistance mécanique et une excellente résistance aux chocs thermiques au matériau. La structure dense, obtenue par frittage à haute température, entraîne une excellente conductivité thermique, une résistance, une résistance à la chaleur et une résistance à la corrosion. Il est largement utilisé dans l'électronique, l'équipement électrique et l'aérospatiale, servant généralement de plate-forme de dissipation de chaleur ou de composant de support isolant pour les composants électroniques.

Nitrure de siliciumest fiable en tant que substrat en céramique car il répond aux demandes croissantes de contrôle thermique et de fiabilité structurelle dans des dispositifs électroniques compacts et haute puissance. À mesure que la densité du dispositif augmente, les substrats traditionnels ont du mal à faire face à la contrainte thermique et aux charges mécaniques.

Les substrats de nitrure de silicium maintiennent la stabilité mécanique même en cyclisme thermique rapide. Cela les rend idéaux pour les IGBT, les modules de puissance et les circuits de l'onduleur automobile, où la dissipation de puissance est élevée et la défaillance est inacceptable.

Il est également favorisé dans les applications RF, où les substrats doivent prendre en charge les circuits de ligne fins et maintenir une constante diélectrique stable - un équilibre des propriétés électriques et thermiques difficiles à trouver dans les matériaux traditionnels.

Propriétés du substrat de nitrure de silicium

1. Conductivité thermique

Avec une conductivité thermique d'environ 80–90 W / (M · K), les substrats de nitrure de silicium surpassent la céramique d'alumine en dissipation thermique. Par exemple, dans les modules de puissance des véhicules électriques, les substrats de nitrure de silicium peuvent réduire les températures des puces de plus de 30%, améliorant ainsi l'efficacité et la fiabilité.

2. Résistance mécanique

Sa résistance à la flexion à trois points peut dépasser 800 MPa, environ trois fois celle de la céramique d'alumine. Les tests ont montré qu'un substrat d'épaisseur de 0,32 mm peut résister à une pression de 400 N sans se fissurer.

3. Stabilité thermique

Sa plage de fonctionnement stable est de -50 ° C à 800 ° C, et son coefficient de dilatation thermique est aussi faible que 3,2 × 10⁻⁶ / ° C, ce qui le rend bien apparié avec des matériaux semi-conducteurs. Par exemple, dans un onduleur de traction de train à grande vitesse, le passage à un substrat de nitrure de silicium a réduit le taux de défaillance en raison de changements de température rapides de 67%.

4. Performance d'isolation

À température ambiante, sa résistivité de volume est supérieure à 10¹⁴ ω · cm, et sa résistance à la dégradation diélectrique est de 20 kV / mm, répondant pleinement aux exigences d'isolation des modules Igbt à haute tension.

Semicorex propose de haute qualitéProduits en céramique au nitrure de siliciumen semi-conducteur. Si vous avez des demandes ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

Téléphone de contact # + 86-13567891907

Courriel: sales@semicoorex.com