Розвиток керамічних підкладок з нітриду алюмінію у високопродуктивній електроніці
Від технічної команди Puwei | Статистика галузі
У міру того, як електронні пристрої прагнуть до більш високої щільності потужності та вищих частот, управління температурою стало першочерговим завданням для дизайнерів і виробників. Серед рішень керамічні підкладки з нітриду алюмінію (AlN) стають критично важливим фактором для застосування нового покоління в силовій електроніці, радіочастотному зв’язку та автомобільних системах.
Прецизійно розроблені підкладки Puwei AlN забезпечують чудове керування температурою в компактних конструкціях.
Чому нітрид алюмінію? Матеріальна перевага
На відміну від традиційного оксиду алюмінію (Al₂O₃), нітрид алюмінію пропонує унікальну комбінацію властивостей, необхідних для сучасної електроніки:
- Надзвичайна теплопровідність (до 170-230 Вт/м·К): ближче до оксиду берилію (BeO), але без токсичності, AlN ефективно відводить тепло від чутливих компонентів, таких як IGBT і лазерні діоди, безпосередньо впливаючи на надійність системи та термін служби.
- Узгоджений коефіцієнт теплового розширення (КТР): Завдяки КТР, який близький до кремнію (Si) і арсеніду галію (GaAs), керамічні підкладки з AlN мінімізують механічні навантаження під час перемикання живлення, запобігаючи виходу з ладу паяного з’єднання та розтріскуванню матриці у потужних мікроелектронних компонентах .
- Чудова електрична ізоляція: висока діелектрична міцність і питомий об’ємний опір забезпечують чудову електричну ізоляцію, що робить їх ідеальними для високочастотних мікрохвильових систем і силових модулів, де цілісність сигналу є вирішальною.
Ключові програми, що стимулюють попит
Унікальні властивості підкладок AlN розкривають ефективність у кількох вимогливих областях:
1. Силові напівпровідникові та IGBT модулі
Будучи основою інверторів EV, промислових моторних приводів і систем відновлюваної енергії, силові модулі виробляють інтенсивне тепло. Підкладки з нітриду алюмінію з високою теплопровідністю діють як основний керамічний радіатор , забезпечуючи більшу щільність потужності, зменшений розмір системи охолодження та покращену загальну ефективність.
2. РЧ і мікрохвильовий зв'язок
У базових станціях 5G, радарних системах і обладнанні супутникового зв’язку низькі діелектричні втрати та стабільні електричні властивості не підлягають обговоренню. Продуктивність AlN на високих частотах робить його кращою підкладкою для мікрохвильових радіочастотних керамічних підкладок і високочастотних модулів , забезпечуючи мінімальне затухання сигналу.
3. Автомобільна електроніка (EV/HEV Focus)
Електрифікація транспортних засобів вимагає електроніки, яка може надійно працювати в суворих умовах з високою температурою під капотом. Автомобільні електронні керамічні підкладки, виготовлені з AlN, використовуються в бортових зарядних пристроях, системах керування батареями (BMS) і блоках керування живленням (PCU), де термічна стабільність забезпечує тривалу довговічність.
4. Розширене пакування та лазери
Для світлодіодів високої яскравості, лазерних діодів і товстоплівкових гібридних мікросхем ефективне відведення тепла є ключовим фактором продуктивності та довговічності. AlN служить відмінним лазерним керамічним радіатором і пакувальною платформою, що забезпечує більш високу вихідну потужність і більшу мініатюризацію конструкції.
Можливості Puwei: від стандартних до індивідуальних рішень
Puwei спеціалізується на перетворенні високочистої кераміки з нітриду алюмінію в надійні інженерні рішення. Наша вертикальна інтеграція забезпечує суворий контроль якості від порошку до готової частини.
Стандартні пропозиції включають:
- Діапазон товщини: 0,25 мм, 0,385 мм, 0,5 мм, 0,635 мм, 0,8 мм і 1,0 мм.
- Високоякісна поверхня: доступна в обпаленій, шліфованій або полірованій обробці, щоб відповідати особливим вимогам до адгезії чи естетики.
- Підготовка до металізації: підкладки оптимізовані для таких наступних процесів, як DBC (мідь з прямим скріпленням), DPC (мідь з прямим покриттям) і товстоплівковий друк.
Розширена обробка та налаштування: Ми підтримуємо складні конструкції з точним лазерним різанням, свердлінням і скрайбуванням. Незалежно від того, чи потрібна вам унікальна форма, конкретні шаблони отворів або повний нестандартний керамічний компонент AlN , наша команда інженерів може співпрацювати, щоб точно задовольнити ваші специфікації.
Часті запитання (FAQ)
З: Як AlN порівнюється з глиноземом (Al2O3) для термічних застосувань?
A: Теплопровідність AlN (170-230 Вт/м·K) значно вища, ніж у стандартного оксиду алюмінію (24 Вт/м·K). Це робить AlN кращим вибором для застосувань, де тепловий потік є екстремальним, наприклад, у керамічних підкладках високопотужних пристроїв . Оксид алюмінію залишається економічно ефективним рішенням для застосувань з меншими термічними вимогами.
З: Чи можна металізувати підкладки AlN для електричних з’єднань?
A: Абсолютно. Підкладки Puwei AlN сумісні з різними методами металізації, включаючи товстоплівковий друк, тонкоплівкове осадження та методи зв’язаної міді (DBC/DPC). Це робить їх ідеальними для створення надійних провідних каналів у корпусах інтегральних схем і модулях живлення.
З: Чи нітрид алюмінію безпечний і екологічно відповідний?
A: Так. AlN є нетоксичним матеріалом, що не містить свинцю та відповідає RoHS/REACH. Це безпечна альтернатива оксиду берилію (BeO), який становить ризик для здоров’я під час обробки.
Погляд у майбутнє: майбутнє з AlN
Тенденція до мініатюризації та більшої потужності лише посилить потребу в передових матеріалах для управління температурою. Керамічні підкладки з нітриду алюмінію з їх неперевершеним поєднанням теплових характеристик, електроізоляції та надійності готові залишатися в авангарді цієї еволюції.
Для інженерів і спеціалістів із закупівель партнерство з таким виробником, як Puwei, який має глибокий досвід у передових керамічних компонентах і кераміці AlN , забезпечує доступ не просто до продукту, а до рішення, яке покращує продуктивність, надійність і час виходу на ринок вашої системи.
