Miedziany podłoże DBC powlekane ALN do modułów termoelektrycznych

Podłoże DBC z miedzi powlekanej AlN do modułów termoelektrycznych

Podłoże DBC z miedzi powlekanej AlN firmy Puwei Ceramic stanowi przełom w technologii modułów termoelektrycznych, łącząc doskonałe zarządzanie temperaturą z wyjątkową wydajnością elektryczną. To zaawansowane podłoże wykorzystuje wysokiej czystości ceramikę z azotku glinu z bezpośrednio związanymi warstwami miedzi, aby zapewnić niezrównaną niezawodność w wymagających zastosowaniach termicznych. Jako czołowi specjaliści w produkcji substratów z azotku glinu i podłoża ceramicznego DBC , dostarczamy rozwiązania, które znacznie zwiększają wydajność konwersji termoelektrycznej i trwałość urządzeń.

Podłoże zawiera rdzeń ceramiczny z azotku glinu (AlN) połączony z warstwami miedzi przy użyciu zaawansowanej technologii Direct Bonded Copper (DBC). Konstrukcja ta łączy doskonałą izolację elektryczną AlN i wysoką przewodność cieplną z doskonałymi właściwościami elektrycznymi i termicznymi miedzi, tworząc idealną platformę do zastosowań w chłodzeniu termoelektrycznym i wytwarzaniu energii.

Obrazy produktów

Wysokowydajne podłoże DBC z miedzi pokrytej AlN, zoptymalizowane pod kątem zastosowań w modułach termoelektrycznych

Specjalistyczny projekt podłoża DBC dla systemów chłodzenia termoelektrycznego (TEC).

Kompleksowe specyfikacje wydajności dla podłoży metalizacyjnych DBC

Dane techniczne

Nasze podłoża DBC z miedzi powlekanej AlN zostały zaprojektowane tak, aby spełniać dokładne wymagania zastosowań termoelektrycznych przy następujących parametrach technicznych:

Właściwości materiału

• Materiał ceramiczny: azotek glinu o wysokiej czystości (AlN)
• Warstwa miedzi: beztlenowa miedź o wysokiej przewodności
• Technologia łączenia: Miedź łączona bezpośrednio (DBC)
• Przewodność cieplna: 170-200 W/(m·K) dla optymalnego przenoszenia ciepła

Charakterystyka elektryczna

• Wytrzymałość dielektryczna: >2,5 kV dla niezawodnej izolacji elektrycznej
• Rezystancja powierzchniowa: zakres od mikroomów do miliomów dla wydajnego przewodzenia prądu
• Rezystancja izolacji: Wysoka rezystancja pomiędzy obwodami zapobiega wyciekom

Właściwości mechaniczne

• Wytrzymałość na odrywanie: ≥5,0 N/mm zapewniająca trwałe połączenie miedzi z ceramiką
• Wytrzymałość na zginanie: Wysoka odporność na naprężenia mechaniczne i wibracje
• Współczynnik rozszerzalności cieplnej: 4,5-5,5 ppm/K, dostosowany do materiałów półprzewodnikowych

Wydajność cieplna

• Zakres temperatury roboczej: -50°C do +350°C
• Wydajność cyklu termicznego: Doskonała stabilność przy powtarzających się zmianach temperatury
• Zdolność rozpraszania ciepła: Doskonały transfer ciepła do zastosowań o dużej mocy

Zasada działania

W modułach termoelektrycznych wykorzystujących nasze podłoże DBC z miedzi powlekanej AlN, efekt Peltiera zapewnia precyzyjną kontrolę temperatury, gdy prąd elektryczny przepływa przez złącza półprzewodnikowe. Warstwy miedzi w podłożu skutecznie przewodzą zarówno prąd, jak i ciepło, ułatwiając szybki transfer ciepła pomiędzy ciepłą i zimną stroną elementów termoelektrycznych. Umożliwia to wysoce wydajne funkcje chłodzenia lub grzania przy jednoczesnym zachowaniu izolacji elektrycznej poprzez warstwę ceramiczną AlN.

Technologia miedzi łączonej bezpośrednio zapewnia minimalny opór cieplny na styku, maksymalizując współczynnik wydajności (COP) modułu termoelektrycznego. To sprawia, że ​​nasze podłoża idealnie nadają się do zastosowań wymagających precyzyjnego zarządzania temperaturą, podobnie jak zaawansowane technologie podłoża pokrytego miedzią Si3N4 Ceramic AMB stosowane w energoelektronice.

Cechy i zalety produktu

Podłoża DBC z miedzi powlekanej AlN firmy Puwei Ceramic oferują wyraźne zalety w zastosowaniach termoelektrycznych:

Wyjątkowe zarządzanie ciepłem

Rdzeń ceramiczny z azotku glinu zapewnia przewodność cieplną na poziomie 170-200 W/(m·K), znacznie wyższą niż konwencjonalne podłoża z tlenku glinu. Umożliwia to szybki transfer ciepła z elementów termoelektrycznych, poprawiając zarówno wydajność chłodzenia, jak i wydajność wytwarzania energii w systemach termoelektrycznych.

Doskonała izolacja elektryczna

Przy wytrzymałości dielektrycznej przekraczającej 2,5 kV warstwa AlN zapewnia niezawodną izolację galwaniczną pomiędzy elementami obwodu. Zapobiega to upływowi prądu i zwarciom, zapewniając bezpieczną pracę w zastosowaniach termoelektrycznych wysokiego napięcia i chroniąc wrażliwe komponenty elektroniczne.

Solidne łączenie mechaniczne

Nasza zaawansowana technologia DBC tworzy wyjątkowo mocne połączenie pomiędzy miedzią i ceramiką AlN, o wytrzymałości na odrywanie ≥5,0 N/mm. Ta stabilność mechaniczna wytrzymuje cykliczne naprężenia termiczne i wibracje mechaniczne, zapobiegając rozwarstwianiu i zapewniając długoterminową niezawodność w wymagających środowiskach.

Doskonała stabilność chemiczna

Zarówno azotek glinu, jak i miedź wykazują wyjątkową odporność na korozję chemiczną, utrzymując wydajność w trudnych warunkach pracy. Podłoże pozostaje stabilne pod wpływem wilgoci, utleniania i różnych środowisk chemicznych, co wydłuża żywotność w trudnych zastosowaniach.

Jak zintegrować podłoże DBC z miedzi powlekanej AlN w modułach termoelektrycznych

Aby uzyskać optymalną wydajność w zastosowaniach termoelektrycznych, wykonaj następujące kroki:

1. Przygotowanie projektu: Analiza wymagań termicznych i elektrycznych. Upewnij się, że wymiary podłoża odpowiadają układowi elementów termoelektrycznych i konfiguracji radiatora.
2. Przygotowanie powierzchni: Oczyść powierzchnie miedziane alkoholem izopropylowym, aby usunąć zanieczyszczenia. Zastosuj topnik, jeśli jest to wymagane do operacji lutowania.
3. Mocowanie elementu termoelektrycznego: Użyj pasty lutowniczej lub przewodzącej żywicy epoksydowej, aby zamontować elementy termoelektryczne typu P i typu N na miedzianych podkładkach.
4. Podłączenie elektryczne: Połączyć elementy termoelektryczne szeregowo, stosując techniki łączenia drutowego lub lutowania odpowiednie dla danego zastosowania.
5. Integracja radiatora: Przymocuj odpowiednie radiatory po obu stronach zespołu, zapewniając dobry kontakt termiczny poprzez materiały interfejsu termicznego.
6. Testowanie wydajności: Sprawdź wydajność termoelektryczną w warunkach pracy, monitorując różnice temperatur i parametry elektryczne.
7. Integracja systemu: Zainstaluj kompletny moduł termoelektryczny w aplikacji końcowej, zapewniając odpowiednie wsparcie mechaniczne i ochronę środowiska.

Scenariusze zastosowań

Nasze podłoża DBC z miedzi powlekanej AlN umożliwiają zaawansowane zarządzanie temperaturą w wielu gałęziach przemysłu:

Termoelektryczne systemy chłodnicze

Idealny do precyzyjnego chłodzenia sprzętu medycznego, instrumentów laboratoryjnych, lodówek przenośnych i chłodziarek do napojów. Podłoża zapewniają wydajne pompowanie ciepła w zastosowaniach wrażliwych na temperaturę, gdzie niezawodność i precyzyjna kontrola temperatury mają kluczowe znaczenie.

Wytwarzanie energii termoelektrycznej

Niezbędny do odzyskiwania ciepła odpadowego w samochodowych układach wydechowych, procesach przemysłowych i zastosowaniach energii odnawialnej. Podłoża skutecznie przekształcają energię cieplną w energię elektryczną poprzez efekt Seebecka, poprawiając ogólną efektywność wykorzystania energii.

Zarządzanie temperaturą urządzeń optoelektronicznych

Ma kluczowe znaczenie dla stabilizacji temperatury diod laserowych, diod LED dużej mocy i sprzętu komunikacji optycznej. Podłoża utrzymują optymalną temperaturę pracy, poprawiając wydajność urządzeń i wydłużając żywotność w wymagających zastosowaniach optoelektronicznych.

Kontrola klimatu samochodowego

Stosowany w zaawansowanych systemach ogrzewania/chłodzenia siedzeń, zarządzaniu temperaturą akumulatorów w pojazdach elektrycznych i regulacji temperatury podzespołów elektronicznych. Podłoża zapewniają niezawodną kontrolę termiczną w środowiskach motoryzacyjnych, w których powszechne są wibracje i ekstremalne temperatury.

Systemy lotnicze i obronne

Stosowany w zarządzaniu ciepłem w awionice, systemach satelitarnych i elektronice wojskowej, gdzie oszczędność masy, niezawodność i wydajność w ekstremalnych warunkach są najważniejszymi wymaganiami.

Korzyści dla Klientów

Wybór podłoża DBC z miedzi powlekanej AlN firmy Puwei Ceramic zapewnia znaczące korzyści:

• Zwiększona wydajność: Doskonała przewodność cieplna poprawia wydajność modułu termoelektrycznego i efektywność energetyczną
• Zwiększona niezawodność: Solidna konstrukcja wytrzymuje cykle termiczne i naprężenia mechaniczne, zmniejszając liczbę awaryjności
• Elastyczność projektowania: konfigurowalne wymiary i konfiguracje wspierają innowacyjne projekty termoelektryczne
• Redukcja kosztów: Lepsze zarządzanie temperaturą zmniejsza wymagania dotyczące układu chłodzenia i koszty operacyjne
• Dłuższa żywotność: Doskonała stabilność chemiczna i termiczna wydłuża żywotność produktu w wymagających zastosowaniach
• Wsparcie techniczne: Dostęp do specjalistycznej wiedzy Puwei w zakresie elektronicznych produktów ceramicznych i zastosowań termoelektrycznych

Proces produkcyjny

Nasz proces produkcyjny zapewnia stałą jakość i wydajność dzięki rygorystycznym kontrolom:

1. Wybór materiału: Wysokiej czystości proszek azotku glinu i miedź beztlenowa są wybierane i testowane pod kątem jakości
2. Formowanie ceramiki: Ceramika AlN jest prasowana i spiekana w kontrolowanych warunkach, aby osiągnąć optymalną gęstość i właściwości termiczne
3. Przygotowanie powierzchni: Folia miedziana i powierzchnie ceramiczne są dokładnie czyszczone i przygotowywane do klejenia
4. Klejenie bezpośrednie: Miedź i ceramika AlN są łączone przy użyciu technologii DBC w wysokiej temperaturze i kontrolowanej atmosferze
5. Precyzyjna obróbka: Podłoża są cięte zgodnie z dokładnymi specyfikacjami za pomocą cięcia laserem lub piłą diamentową
6. Zapewnienie jakości: Każde podłoże przechodzi kompleksowe testy właściwości termicznych, elektrycznych i mechanicznych
7. Opakowanie: Podłoża są starannie pakowane w materiały antystatyczne z zabezpieczeniem przed wilgocią, co zapewnia bezpieczną wysyłkę

Certyfikaty i zgodność

Puwei Ceramic utrzymuje najwyższe standardy jakości dzięki kompleksowym certyfikatom:

• Certyfikat Systemu Zarządzania Jakością ISO 9001 zapewnia stałą doskonałość produkcji
• Certyfikat praw autorskich dotyczący powierzchni radiatora ceramicznego chroni nasze innowacyjne projekty zarządzania ciepłem
• Certyfikat praw autorskich dla Systemu Produkcji Materiałów Ceramicznych potwierdza nasze autorskie procesy produkcyjne
• Zgodność z normami środowiskowymi RoHS i REACH w zakresie dostępu do rynku globalnego
• Zapewnienie jakości specyficzne dla branży w zastosowaniach motoryzacyjnych, medycznych i lotniczych

Opcje dostosowywania

Oferujemy kompleksowe usługi OEM i ODM, aby spełnić Twoje specyficzne wymagania termoelektryczne:

• Elastyczność rozmiaru: dostępne są niestandardowe wymiary od 0,2 mm do 2,00 mm grubości, z dużymi formatami do 240 mm × 280 mm × 1 mm i 95 mm × 400 mm × 1 mm
• Projekt wzoru miedzi: niestandardowe układy obwodów zoptymalizowane pod kątem określonych konfiguracji elementów termoelektrycznych
• Wykończenie powierzchni: Różne opcje powlekania, w tym nikiel, złoto lub srebro, w celu zwiększenia lutowalności i odporności na korozję
• Odmiany materiałowe: Alternatywne materiały ceramiczne, w tym tlenek glinu, do zastosowań wrażliwych na koszty
• Optymalizacja termiczna: niestandardowe wzory termiczne i projekty rozpraszaczy ciepła dla maksymalnej wydajności chłodzenia

Nasza wiedza specjalistyczna w zakresie metalizacji DBC podłoża z tlenku glinu i innych zaawansowanych materiałów ceramicznych umożliwia nam dostarczanie rozwiązań dostosowanych do unikalnych wymagań aplikacji.

Często zadawane pytania

Dlaczego do zastosowań termoelektrycznych wybrać AlN zamiast tlenku glinu?

Azotek glinu zapewnia 5-7 razy wyższą przewodność cieplną niż tlenek glinu (170-200 W/mK vs 20-30 W/mK), znacznie poprawiając efektywność wymiany ciepła w modułach termoelektrycznych. Skutkuje to lepszą wydajnością chłodzenia i wyższą wydajnością wytwarzania energii.

Jaka jest maksymalna temperatura robocza tych podłoży?

Nasze podłoża DBC z miedzi powlekanej AlN mogą pracować w sposób ciągły w temperaturach do 350°C, dzięki czemu nadają się do zastosowań w wysokotemperaturowym termoelektrycznym wytwarzaniu energii.

Czy możecie dostarczyć podłoża z niestandardowymi wzorami miedzi?

Tak, oferujemy pełne dostosowanie wzorów warstw miedzi, aby dopasować je do konkretnych układów elementów termoelektrycznych i wymagań dotyczących połączeń elektrycznych.

W jaki sposób dopasowanie rozszerzalności cieplnej wpływa na moduły termoelektryczne?

Ściśle dopasowany współczynnik rozszerzalności cieplnej AlN (4,5-5,5 ppm/K) i półprzewodnikowych materiałów termoelektrycznych zmniejsza naprężenia termiczne podczas zmian temperatury, poprawiając niezawodność i zapobiegając awariom połączeń.

Jaki jest typowy czas realizacji zamówień niestandardowych?

Standardowy czas realizacji zamówień niestandardowych wynosi 3–4 tygodnie, w przypadku pilnych potrzeb dostępne są opcje przyspieszone. Zamówienia próbne są zazwyczaj wysyłane w ciągu 7–10 dni roboczych.