Podłoża ceramiczne z azotku glinu (AlN).

Rozwój podłoży ceramicznych z azotku glinu w elektronice o dużej wydajności

Przez Zespół Techniczny Puwei | Informacje branżowe

Ponieważ urządzenia elektroniczne dążą do wyższych gęstości mocy i wyższych częstotliwości, zarządzanie temperaturą stało się najważniejszym wyzwaniem dla projektantów i producentów. Wśród rozwiązań, podłoża ceramiczne z azotku glinu (AlN) stają się kluczowym czynnikiem umożliwiającym zastosowania nowej generacji w energoelektronice, komunikacji RF i systemach motoryzacyjnych.

Precyzyjnie zaprojektowane podłoża AlN firmy Puwei umożliwiają doskonałe zarządzanie temperaturą w kompaktowych konstrukcjach.

Dlaczego azotek glinu? Przewaga materialna

W odróżnieniu od tradycyjnego tlenku glinu (Al₂O₃), azotek glinu oferuje unikalną kombinację właściwości niezbędnych dla współczesnej elektroniki:

• Wyjątkowa przewodność cieplna (do 170-230 W/m·K): Bliższa tlenku berylu (BeO), ale pozbawiona toksyczności, AlN skutecznie odprowadza ciepło z wrażliwych komponentów, takich jak IGBT i diody laserowe, bezpośrednio wpływając na niezawodność i żywotność systemu.
• Dopasowany współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE): Dzięki CTE ściśle dopasowanemu do krzemu (Si) i arsenku galu (GaAs), podłoża ceramiczne AlN minimalizują naprężenia mechaniczne podczas przełączania zasilania, zapobiegając awariom połączeń lutowanych i pękaniu matryc w komponentach mikroelektronicznych dużej mocy .
• Doskonała izolacja elektryczna: Wysoka wytrzymałość dielektryczna i rezystywność objętościowa zapewniają doskonałą izolację elektryczną, dzięki czemu idealnie nadają się do systemów mikrofalowych wysokiej częstotliwości i modułów mocy, gdzie integralność sygnału ma kluczowe znaczenie.

Kluczowe aplikacje napędzające popyt

Unikalne właściwości podłoży AlN otwierają możliwości w kilku wymagających dziedzinach:

1. Moduły półprzewodnikowe mocy i IGBT

Jako szkielet falowników pojazdów elektrycznych, napędów silników przemysłowych i systemów energii odnawialnej, moduły mocy generują intensywne ciepło. Podłoża z azotku glinu o wysokiej przewodności cieplnej działają jak główny ceramiczny radiator , umożliwiając większą gęstość mocy, mniejsze rozmiary układu chłodzenia i lepszą ogólną wydajność.

2. Komunikacja radiowa i mikrofalowa

W stacjach bazowych 5G, systemach radarowych i sprzęcie komunikacji satelitarnej niskie straty dielektryczne i stabilne właściwości elektryczne nie podlegają negocjacjom. Wydajność AlN przy wysokich częstotliwościach sprawia, że ​​jest to preferowane podłoże dla mikrofalowych podłoży ceramicznych RF i modułów wysokiej częstotliwości , zapewniając minimalne tłumienie sygnału.

3. Elektronika samochodowa (Fokus EV/HEV)

Elektryfikacja pojazdów wymaga elektroniki, która pod maską może niezawodnie działać w trudnych warunkach o wysokiej temperaturze. Samochodowe elektroniczne podłoża ceramiczne wykonane z AlN są stosowane w ładowarkach pokładowych, systemach zarządzania akumulatorami (BMS) i jednostkach sterujących mocą (PCU), gdzie stabilność termiczna zapewnia długoterminową trwałość.

4. Zaawansowane pakowanie i lasery

W przypadku diod LED o wysokiej jasności, diod laserowych i grubowarstwowych mikroukładów hybrydowych skuteczne odprowadzanie ciepła jest kluczem do wydajności i trwałości. AlN służy jako doskonały laserowo-ceramiczny radiator i platforma do pakowania, umożliwiając wyższą moc wyjściową i większą miniaturyzację projektu.

Możliwości Puwei: od rozwiązań standardowych po rozwiązania niestandardowe

Puwei specjalizuje się w przekształcaniu ceramiki z azotku glinu o wysokiej czystości w niezawodne rozwiązania inżynieryjne. Nasza pionowa integracja pozwala na ścisłą kontrolę jakości od proszku po gotową część.

Oferty standardowe obejmują:

• Zakres grubości: 0,25 mm, 0,385 mm, 0,5 mm, 0,635 mm, 0,8 mm i 1,0 mm.
• Powierzchnia wysokiej jakości: dostępna w wykończeniach wypalanych, szlifowanych lub polerowanych, aby spełnić określone wymagania dotyczące przyczepności lub estetyki.
• Gotowe do metalizacji: Podłoża są zoptymalizowane pod kątem kolejnych procesów, takich jak DBC (miedź wiązana bezpośrednio), DPC (miedź platerowana bezpośrednio) i druk grubowarstwowy.

Zaawansowane przetwarzanie i dostosowywanie: Obsługujemy złożone projekty za pomocą precyzyjnego cięcia laserowego, wiercenia i trasowania. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz unikalnego kształtu, określonego układu otworów, czy też kompletnego , niestandardowego komponentu ceramicznego AlN , nasz zespół inżynierów może współpracować, aby spełnić Twoje dokładne specyfikacje.

Często zadawane pytania (FAQ)

Patrząc w przyszłość: przyszłość z AlN

Trend w kierunku miniaturyzacji i większej mocy tylko zintensyfikuje zapotrzebowanie na zaawansowane materiały zarządzające ciepłem. Podłoża ceramiczne z azotku glinu , dzięki niezrównanemu połączeniu wydajności termicznej, izolacji elektrycznej i niezawodności, pozostaną w czołówce tej ewolucji.

Inżynierom i specjalistom ds. zaopatrzenia współpraca z producentem takim jak Puwei, posiadającym głęboką wiedzę specjalistyczną w zakresie zaawansowanych komponentów ceramicznych i ceramiki AlN , zapewnia dostęp nie tylko do produktu, ale do rozwiązania, które poprawia wydajność, niezawodność i czas wprowadzenia systemu na rynek.