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Électronique de puissance
Utilisé pour les modules électroniques de haute puissance comprenantmodules IGBT et MOSFET, où la gestion thermique, l’isolation électrique et la fiabilité mécanique sont importantes.
Vickers hardness (Hv50):HV0.5>1550
Module élastique (20°C):Gpa 290
Bending strength(20°C):Mpa >600
Résistance à la compression (20°C):Mpa 2500
Fracture toughness (20°C):Mpa·m¹/² >6.0
Substrats céramiques en nitrure de silicium haute performance conçus pour les applications électroniques à haute puissance, haute fiabilité et haute température où la gestion thermique, la résistance mécanique, la résistance aux chocs thermiques et l’isolation électrique sont critiques.............
A aNitrure de silicium substrat céramiqueEst un composant céramique électronique fabriqué à partir de nitrure de silicium (Si₃N₄). Il sert de plateforme structurale, isolante et de gestion thermique pour les appareils et modules électroniques de haute puissance.
Contrairement à un composant céramique structurel conventionnel, un substrat en nitrure de silicium doit satisfaire simultanément aux exigences thermiques, mécaniques et électriques. Il est donc particulièrement pertinent pour l’emballage de semi-conducteurs de puissance, l’électronique à haute température et les applications dans lesquelles le cycle thermique répété peut placer une contrainte importante sur le substrat.
Les informations sources fournies décrivent les substrats Si₃NConductivité thermique, résistance mécanique et résistance aux chocs thermiques....... Le matériau est également décrit comme offrant une isolation électrique, une stabilité chimique et un comportement de dilatation thermique compatible avec les dispositifs d’alimentation à base de si.
Selon l’application, le substrat peut être fourni avec différentsÉpaisseurs, finitions de surface, revêtements métallisés et géométries complexes....... Cela rend les substrats céramiques en nitrure de silicium adaptés aux emballages électroniques personnalisés et aux conceptions de modules d’alimentation.
Le nitrure de silicium fournit la base matérielle pour le substrat et#39; s performances thermiques, mécaniques et électriques. Les valeurs ci-dessous sont extraites du document fourni. Comme la source indique que les caractéristiques varient selon la méthode de fabrication, ces valeurs doivent être traitées comme des données de référence plutôt que comme des spécifications universelles pour chaque substrat Si₃N₄.
Le document introduction fait état de la conductivité thermique des80-90 W/(m·K), tandis que son tableau de représentation matérielle énumère15-20 W/(m·K)....... La différence doit être évaluée par rapport à la qualité du matériau et à la méthode de fabrication.
L’introduction du document donne un coefficient de dilatation thermique d’environ3.2 × 10⁻⁶/°C, alors que le tableau de rendement rapporte plus de3.1 × 10⁻⁶K k⁻¹Au-dessus de 20-1000°C.
Les données de référence énumèrent la résistance à la flexion ci-dessus600 MPaEt résistance à la compression d’environ2500 MPa.
Le tableau des performances des matériaux donne la ténacité à la rupture ci-dessus.6,0 MPa·m1/2 1/2 1/2 1/2 1/2, soutenant la résistance à la fissuration sous des contraintes mécaniques et thermiques.
Le tableau de performance fourni fait état d’une stabilité aux chocs thermiques d’environ500°C, une propriété importante pour les substrats électroniques soumis à des changements répétés de température.
Les données de référence rapportent la résistance du volume de1012Ω·cm à 20°CEt résistance diélectrique d’environ1 kV/mm.
Le tableau suivant organise les données sur les matériaux fournies dans le document source en paramètres pertinents pour la conception de substrats électroniques.
| La propriété | Données de référence | Pertinence du substrat |
|---|---|---|
| La couleur | Gris noir | identification visuelle typique du matériel fourni |
| densité | > ³ de 3,2 g/cm | Pertinent pour la masse du substrat et la conception mécanique |
| Dureté rockwell | HRA90 | Indique une dureté de surface élevée |
| Dureté vickers | >1550 HV0.5 | Soutient la durabilité de surface et l’intégrité mécanique |
| Module élastique | 290 GPa à 20°C | Pertinents pour la rigidité structurelle et la conception thermomécanique |
| Résistance à la flexion | >600 MPa à 20°C | Soutient la résistance mécanique de substrat en céramique mince |
| Résistance à la compression | 2500 MPa à 20°C | Utile pour les paquets électroniques chargés mécaniquement |
| Résistance à la rupture | > 6,0 MPa·m1/2 | Supporte la résistance à la propagation des fissures |
| Conductivité thermique | 15-20 W/(m·K) dans le tableau de performance; 80-90 W/(m·K) dans l’introduction du document | La représentation de dissipation thermique devrait être confirmée pour la catégorie choisie et l’itinéraire de fabrication |
| Expansion thermique | > 3,1 × 10-6 -6 K-1, 20-1000°C | Important pour la compatibilité thermique et le cyclage |
| Stabilité aux chocs thermiques | ΔT 500°C | Supporte la résistance aux changements rapides de température |
| Température maximale de fonctionnement dans l’air | 1200°C | Valeur de référence pour les environnements à haute température |
| Résistance diélectrique | 1 kV/mm | Paramètre d’isolation électrique |
| Résistance au volume à 20°C | 1012Ω·cm | Prend en charge l’isolation électrique dans les emballages électroniques |
note technique: le document fourni indique que l’information ci-dessus est à titre de comparaison seulement et que les caractéristiques exactes varient selon la méthode de fabrication. Les spécifications du produit final doivent donc être confirmées par rapport à la voie de fabrication choisie et aux exigences du client.
Les substrats si ₃N₄ sont conçus pour fournir un chemin thermique aux appareils électroniques de haute puissance, aidant à transférer la chaleur loin des composants actifs.
La résistance à la flexion élevée, la résistance à la compression et la ténacité à la rupture fournissent un support structurel pour l’emballage électronique.
La stabilité aux chocs thermiques signalée rend Si₃N₄ adapté aux applications exposées à des changements de température répétés ou rapides.
La résistance au volume élevé et la résistance diélectrique permettent au substrat céramique d’agir comme une plate-forme d’isolation électrique dans les ensembles électroniques de puissance.
La source décrit le comportement de dilatation thermique de Si₃N₄ le plus proche du SiC, ce qui le rend pertinent pour les dispositifs d’alimentation à semi-conducteurs de troisième génération.
Le nitrure de silicium offre une stabilité chimique et une résistance à la corrosion pour les systèmes électroniques fonctionnant dans des environnements exigeants.
Le document fourni identifie spécifiquement l’épaisseur, la finition de surface, le revêtement métallisé et la géométrie complexe comme paramètres de substrat personnalisables. Les dimensions finales et les exigences électriques ou thermiques devraient être déterminées en fonction de la conception électronique du colis.
L’épaisseur faite sur commande peut être spécifiée selon la résistance mécanique, le chemin thermique et les conditions d’emballage électronique.
La finition de surface peut être choisie en fonction des exigences de montage, de métallisation, de collage et d’interface d’emballage.
La source identifieAu, Ag, Cu et AlComme options de revêtement métallisé disponibles.
Des géométries complexes peuvent être développées pour des exigences spécifiques d’intégration d’emballages électroniques et d’appareils.
Les caractéristiques des matériaux doivent être adaptées aux performances thermiques, mécaniques et électriques requises.
La résistance diélectrique et la résistance volumique peuvent être prises en compte lors de la définition des spécifications du substrat.
La métallisation est une option de personnalisation importante pour les substrats céramiques en nitrure de silicium utilisés dans les emballages électroniques. Selon le document fourni, des substrats peuvent être fournis avecOr (Au), argent (Ag), cuivre (Cu) et aluminium (Al)Revêtements métallisés.
Disponible en option de métallisation spécifique pour les conceptions de substrat électronique.
Peut être spécifié lorsque la métallisation à base d’argent est requise par la conception du colis.
Convient aux conceptions de substrat nécessitant des structures métallisées en cuivre.
Disponible comme autre option de revêtement métallique indiquée dans le document source.
Utilisé pour les modules électroniques de haute puissance comprenantmodules IGBT et MOSFET, où la gestion thermique, l’isolation électrique et la fiabilité mécanique sont importantes.
Applicable à l’électronique de puissance de véhicule telle queEntraînements de moteur et inverseurs, où la gestion thermique compacte et la résistance au cycle thermique sont pertinentes.
Utilisé dans l’équipement de conversion de puissance tel queBornes de recharge EV et onduleurs solaires, où les composants électroniques peuvent générer une chaleur importante.
Convient aux applications d’emballage électronique de haute fiabilité sélectionnées où le cycle thermique, l’intégrité mécanique et l’isolation électrique sont requis.
La source identifieCapteurs à haute température et composants RFComme applications industrielles pour les substrats céramiques Si₃N₄.
Les substrats en nitrure de silicium sont pertinents pour l’emballage avancé de semi-conducteurs et de troisième générationDispositif de puissance SiCapplications nécessitant des performances thermiques, mécaniques et électriques.
Emballage de modules de puissance IGBT et MOSFET.
Entraînements de moteur et ensembles onduleurs pour véhicules électriques et hybrides.
Les équipements de conversion d’énergie utilisés dans les systèmes d’énergie renouvelable.
Systèmes de charge haute puissance nécessitant une gestion thermique et électrique.
Composants électroniques RF et haute fréquence sélectionnés.
Emballage de capteurs et systèmes électroniques industriels exposés à des températures élevées.
Le document fourni compare Si₃N₄ au nitrure d’aluminium (AlN). Selon cette source, AlN pourrait fournir une conductivité thermique plus élevée dans certaines applications, tandis que Si₃N₄ est décrit comme présentant des avantages en termes de résistance mécanique, de résistance à la rupture, de résistance aux chocs thermiques et de compatibilité avec les dispositifs SiC.
| Point de comparaison | Si₃N₄ selon la Source | Importance de l’application |
|---|---|---|
| Résistance mécanique | Haute résistance mécanique; La source indique un avantage par rapport à l’aln | Utile pour les paquets électroniques exigeants mécaniquement |
| Résistance à la rupture | La source décrit une ténacité à la rupture plus élevée que AlN | Aide à traiter les risques de fissuration sous contrainte mécanique ou thermique |
| Choc thermique | Excellente résistance aux chocs thermiques | Concernant le cycle thermique répété |
| Compatibilité SiC | La source décrit une correspondance plus étroite entre CTE et SiC | Utile pour l’emballage de troisième génération SiC power-device |
| Conductivité thermique | La source note que l’aln peut avoir une conductivité thermique plus élevée | La sélection des matériaux devrait tenir compte de la conception thermomécanique complète |
Le document fourni ne fournit pas un flux de fabrication étape par étape. La section suivante décrit donc une séquence de production d’ingénierie générale pour des substrats personnalisés Si₃N₄ plutôt que de la présenter comme un processus copié à partir du document source.
Choisir le système de matériau en nitrure de silicium en fonction des exigences thermiques, mécaniques, électriques et dimensionnelles.
Préparer et conditionner la poudre céramique pour obtenir des caractéristiques de formage et de densification appropriées.
Former le corps en céramique selon les dimensions et la géométrie requises du support.
Densifier le corps céramique en utilisant une voie de frittage contrôlée choisie pour les caractéristiques requises du matériau.
Moudre et terminer le substrat pour obtenir les dimensions, la planéité, l’état de surface et la géométrie spécifiées.
Traitez la surface selon les exigences de montage, de métallisation et d’emballage électronique.
Appliquer le revêtement métallisé Au, Ag, Cu ou Al spécifié lorsque la conception électronique du colis l’exige.
Inspectez les dimensions, l’état de surface et les exigences spécifiques à l’application avant la livraison.
Définir la génération de chaleur de l’appareil, le chemin thermique et les performances de dissipation de chaleur requises.
Envisager les cycles de chauffage et de refroidissement, car la dilatation et la contraction thermiques répétées peuvent influer sur la fiabilité du colis.
L’épaisseur du substrat, la géométrie, la méthode de montage et la structure du colis devraient être considérées ensemble.
La résistance diélectrique et la résistance volumique doivent être adaptées aux exigences de tension et d’isolation de l’ensemble électronique.
Sélectionnez la métallisation Au, Ag, Cu ou Al selon l’architecture du paquet électrique et les exigences de liaison.
La finition de surface et l’exactitude dimensionnelle devraient être spécifiées selon le substrate' s exigences de montage et de métallisation.
XIAMEN HUACIJULI fournit des solutions de composants céramiques en nitrure de silicium orientées ingénierie pour des applications personnalisées. Pour les substrats en céramique, le matériel, la géométrie, l’état de surface et les conditions de métallisation peuvent être évalués selon le client et#39; s application.
Sélection de matériaux ciblés pour les applications céramiques au nitrure de silicium nécessitant des performances thermiques, mécaniques et électriques.
Les dimensions des substrats et les géométries complexes peuvent être développées selon des dessins techniques.
La finition de surface peut être considérée comme faisant partie de la conception globale du substrat plutôt que d’être traitée comme un paramètre isolé.
Les informations produits fournies identifient Au, Ag, Cu et Al comme options de métallisation.
La configuration des matériaux et des substrats peut être considérée en même temps que les exigences thermiques, électriques et mécaniques.
Des composants de substrat en nitrure de silicium personnalisés peuvent être développés à partir des dessins du client et des spécifications techniques.
Pour un devis personnalisé de substrat Si₃N₄, les informations suivantes permettent de définir les exigences en matière et en composant:
1. dimensions du substrat:Longueur, largeur, épaisseur et géométrie globale.
2. Exigences thermiques:Conductivité thermique requise, température de fonctionnement et conditions de cycle thermique.
3. Exigences électriques:Exigences d’isolation, de résistance diélectrique et de résistance de volume.
4. Exigences mécaniques:Résistance à la flexion, résistance à la rupture, contrainte de montage et exigences structurelles.
5. Finition de surface:État de surface requis pour le collage, le montage ou la métallisation.
6. Métallisation:Exigences de revêtement au, Ag, Cu ou Al, le cas échéant.
7. Application:module de puissance, inverseur EV, énergie renouvelable, aérospatiale, RF ou électronique industrielle.
Un substrat céramique en nitrure de silicium est une plateforme céramique Si₃N₄ utilisée dans les emballages électroniques et les applications électroniques à haute puissance. Il combine la gestion thermique, le support mécanique et les fonctions d’isolation électrique.
Le nitrure de silicium offre une combinaison de performances thermiques, de résistance mécanique, de résistance à la rupture, de résistance aux chocs thermiques et d’isolation électrique. Ces propriétés sont pertinentes pour les emballages électroniques à haute puissance et haute fiabilité.
Le document fourni fait état de deux références de conductivité thermique: 80-90 W/(m·K) dans son introduction et 15-20 W/(m·K) dans son tableau de performance détaillé. Le document indique également que les caractéristiques exactes varient selon la méthode de fabrication, de sorte que la valeur applicable doit être confirmée pour le matériau choisi et la voie de production.
Le tableau de performance fourni indique une résistance à la flexion supérieure à 600 MPa, une résistance à la compression de 2500 MPa, une résistance à la rupture supérieure à 6,0 MPa·m¹/², un module élastique de 290 GPa, une dureté Rockwell HRA90 et une dureté Vickers supérieure à 1550 HV0.5.
Le tableau de performances fourni donne une température maximale de fonctionnement dans l’air d’environ 1200°C. La température de fonctionnement admissible réelle dépend du matériau, de la géométrie, de l’atmosphère, du cycle thermique et des conditions d’application.
Oui. Le document fourni identifie Au, Ag, Cu et Al comme options de revêtement métallisé disponibles pour les substrats personnalisés en nitrure de silicium.
Oui. Le document fourni identifie spécifiquement différentes épaisseurs, finitions de surface, revêtements métallisés et géométries complexes comme paramètres de substrat personnalisables.
Le document fourni décrit le comportement d’expansion thermique de Si₃N₄ comme étant étroitement lié au SiC, ce qui peut être avantageux pour la compatibilité thermomécanique dans les applications de dispositifs de puissance de troisième génération de semi-conducteurs.
Un dessin technique est préférable. Les informations importantes comprennent les dimensions du substrat, l’épaisseur, les exigences thermiques, les exigences d’isolation électrique, la finition de surface, la métallisation, la température de fonctionnement et l’environnement d’application.
Non. Non. Le document source indique explicitement que ses informations sont à des fins de comparaison et que les caractéristiques exactes varient selon la méthode de fabrication. Les valeurs finales doivent être confirmées pour le matériau choisi, le procédé de fabrication et les spécifications des composants.
Produit:Nitrure de silicium substrat céramique
Matériel:Nitrure de silicium (Si₃N₄)
Fonction principale:Plateforme de gestion thermique, de support mécanique et d’isolation électrique pour appareils électroniques et modules de puissance.
Caractéristiques matérielles clés:Haute résistance mécanique, ténacité à la rupture, résistance aux chocs thermiques, isolation électrique, stabilité chimique et conductivité thermique en fonction de l’application.
applications typiques:modules IGBT, modules MOSFET, moteurs EV, onduleurs EV, stations de recharge EV, onduleurs solaires, électronique aérospatiale, capteurs haute température et composants RF.
Personnalisation:Épaisseur, finition de surface, revêtement métallisé et géométrie complexe.
options de métallisation identifiées dans la source:Au, Ag, Cu et Al.
Envoyez votre dessin de substrat, les dimensions, les exigences thermiques, les exigences de surface ou les spécifications de métallisation à XIAMEN HUACIJULI pour l’évaluation d’ingénierie.
Item | Unit | Si3N4 |
Physical Property | ||
Color | \ | Gray Black |
Density | g/cm³ | >3.2 |
Mechanical properties | ||
Rockwell hardness | HRA90 | |
Vickers hardness (Hv50) | HV0.5 | >1550 |
Elastic modulus (20°C) | Gpa | 290 |
Bending strength(20°C) | Mpa | >600 |
Compressive strength (20°C) | Mpa | 2500 |
Fracture toughness (20°C) | Mpa·m¹/² | >6.0 |
Thermal properties | ||
Thermal conductivity | W/(m·K) | 15-20 |
Coefficient of thermal expansion (20°C-1000°C) | 10⁻⁶K⁻¹ | >3.1 |
Thermal shock stability | △T°C | 500 |
Specific heat capacity | KJ/Kg.K | 700 |
Maximum operating temperature (in air) | °C | 1200 |
Electrical properties | ||
Dielectric strength (insulation strength) | KV/mm | 1 |
Volume resistance (20°C) | Ω.cm | 10^12 |
Si vous avez n’importe quelles suggestions ou questions, libérez SVP pour nous contacter.
