Керамический субстрат на основе нитрида кремния

Vickers hardness (Hv50):HV0.5>1550

Модуль упругости (20°C): гпа 290

Bending strength(20°C):Mpa >600

Прочность на сжатие (20°C):Mpa 2500

Fracture toughness (20°C):Mpa·m¹/² >6.0

Ii. Общий обзор
3. Технические требования
Часто задаваемые вопросы
Si₃N₄ Engineering керамические субстраты

Керамический субстрат на основе нитрида кремния

Высокопроизводительные керамические субстраты на основе нитрида кремния, предназначенные для применения в электронной промышленности с высокой мощностью, высокой надежностью и высокой температурой, где решающее значение имеют термическое управление, механическая прочность, термостойкость и электрическая изоляция- да- да.

Si₃N₄ MaterialЭлектроника высокой мощностиСтойкость к термическому удару10. ЭлектроизоляцияПользовательская субстрата

Что такое силиконовый нитрид керамический субстрат?

A/данные отсутствуют.Керамический субстрат на основе нитрида кремнияПредставляет собой электронный керамический компонент, изготовленный из силиконового нитрида (Si₃N₄). Она служит структурной, изолирующей и терморегулирующей платформой для мощных электронных устройств и модулей.

В отличие от обычного структурного керамического элемента, силиконовый нитрид должен одновременно удовлетворять термическим, механическим и электрическим требованиям. Поэтому она особенно актуальна для энергоемких полупроводниковых упаковок, высокотемпературной электроники и приложений, в которых повторяющиеся тепловые циклы могут создавать значительную нагрузку на субстрат.

Представленная исходная информация описывает Si₃N₄ substrates как подходящие для приложений, требующих балансаТеплопроводность, механическая прочность и теплостойкость к удару- да. Кроме того, этот материал характеризуется как обеспечивающий электрическую изоляцию, химическую устойчивость и тепловое расширение, совместимое с электроприборами, работающими на базе сич.

В зависимости от применения, субстрат может поставляться по-разномуТолщину, поверхностные отделки, металлизированные покрытия и сложные геометрии- да. Это делает силиконовый нитрид керамические субstrates подходит для индивидуальных электронных упаковок и модулей питания.

Свойства нитрида кремния для керамических субстратов

Нитрид кремния обеспечивает материальную основу для разработки стратегии#- 39; s тепловые, механические и электрические характеристики. Приведенные ниже значения взяты из представленного документа. Поскольку источник утверждает, что характеристики варьируются в зависимости от метода производства, эти значения следует рассматривать как исходные данные, а не как универсальные спецификации для каждого Si₃N₄ substrate.

Высокая тепловая производительность

В документе введение сообщается о теплопроводности80-90 вт /(м · к), в то время как в таблице материальных результатов перечислены15-20 вт /(м · к)- да. Эту разницу следует оценивать на основе сортности материала и метода производства.

Низкое тепловое расширение

Во введении к документу коэффициент теплового расширения приблизительно равен3.2. 10, в то время как в таблице результатов работы указано больше, чем3.1. 10Больше 20-1 шт.000 градусов.

Высокая механическая прочность

Выше приведены контрольные значения силы изгиба600 мпа (мпа)И сжимающая прочность приблизительно2500 мпа.

Прочность на разрыв

Таблица характеристик материала дает прочность на разрыв выше6,0 мпа · м1 2 3 4, поддерживающая устойчивость к растрескиванию под механическими и тепловыми нагрузками.

Стойкость к термическому удару

В представленной таблице характеристик указывается, что устойчивость к термическому удару приблизительно равна500°C, важное свойство для электронных субстратов, подвергающихся неоднократным температурным изменениям.

10. Электроизоляция

Исходные данные отчетов сопротивления объема1012См при 20° сИ диэлектрическая прочность приблизительно1 кв/мм.

Данные применения керамического субстрата на основе нитрида кремния

В приведенной ниже таблице материальные данные, представленные в исходном документе, сгруппированы по параметрам, имеющим отношение к конструкции электронного субстрата.

3. НедвижимостьИсходные данныеЗначение для субстратов
Цвет (Color)Серый черный цветТипичная визуальная идентификация поставляемого материала
Плотность населенияГт; 3,2 г/смИмеет отношение к массе под давлением и механической конструкции
Роквелл хардистинг (Rockwell Hardness)Размер корпуса в годУказывает на высокую твердость поверхности
"Викерс хардити"И gt;1550 HV0.5Поддерживает устойчивость поверхности и механическую целостность
Модуль упругости290 гпа на 20 градусовИмеет отношение к структурной жесткости и термомеханической конструкции
Прочность на изгибИ gt;600 мпа при 20 градусахПоддерживает тонкую керамическую субстратную механическую прочность
Прочность на сжатие2500 мпа при 20 градусахПолезно для механически загруженных электронных упаковок
Прочность на разрывИ gt; 6,0 мпа · м1 2 3 4Поддерживает устойчивость к распространению трещин
Теплопроводность (теплопроводность)15-20 вт /(м · к) в таблице рабочих характеристик; 80-90 вт /(м · к) во введении к документуЭффективность рассеивания тепла должна быть подтверждена для выбранного сорта и производственного маршрута
Тепловое расширениеИ gt;3.1- 1 шт.К. К.-120-1000 градусовВажное значение для термосовместимости и велосипедного движения
Устойчивость к термическому удару- 500 градусовПоддерживает устойчивость к быстрым температурным изменениям
Максимальная рабочая температура воздуха12 ч. 00 м. CИсходное значение для высокотемпературных сред
Диэлектрическая прочность1 кв/ммПараметр электрической изоляции
Сопротивление объёму при 20 градусах1012Длина · смПоддерживает электрическую изоляцию в электронной упаковке

Техническое примечание: в представленном документе указывается, что приведенная выше информация предназначена только для сравнения и что точные характеристики варьируются в зависимости от метода производства. Поэтому окончательные спецификации продукции должны быть подтверждены в соответствии с выбранным маршрутом производства и требованиями заказчика.

Атрибуты компонентов керамического субстрата на основе нитрида кремния

Регулирование температурного режима

Si₃N₄ substrates предназначены для обеспечения теплового пути для мощных электронных устройств, помогая передавать тепло от активных компонентов.

Механическая целостность

Высокая гибкая прочность, сжатие и прочность на разрыв обеспечивают структурную поддержку электронной упаковки.

Устойчивость к тепловому циклическому изменению температуры

Сообщаемая устойчивость к термическому удару делает Si₃N₄ подходящим для применения в условиях многократных или быстрых изменений температуры.

10. Электроизоляция

Высокая объемная устойчивость и диэлектрическая прочность позволяют керамическому субстрату выступать в качестве электрической изоляционной платформы в электрических электронных сборах.

Совместимость с сок

Источник описывает поведение теплового расширения Si₃N₄ как близкое к SiC, что делает его актуальным для полупроводниковых устройств третьего поколения.

Химическая стабильность

Нитрид кремния обеспечивает химическую устойчивость и коррозионную стойкость электронных систем, работающих в сложных условиях.

Технические требования к керамическому субстрату на основе нитрида кремния

В представленном документе толщина, отделка поверхности, металлизированное покрытие и сложная геометрия указаны в качестве настраиваемых параметров субстрата. Окончательные размеры и требования в отношении электрической или тепловой энергии должны определяться в соответствии с электронной конструкцией упаковки.

1. Толщина субстрата

Индивидуальная толщина может определяться в зависимости от механической прочности, теплового пути и требований к электронной упаковке.

2. Отделка поверхности

Отделка поверхности может быть выбрана в соответствии с требованиями по монтажу, металлизации, склеиванию и интерфейсу упаковки.

3. Металлическое покрытие

Источник указывает:Ас, аг, ку и дрВ качестве доступных вариантов металлизированного покрытия.

4. Геометрия субстрата

Сложные геометрии могут быть разработаны для специальных требований к электронной упаковке и интеграции устройств.

5. Класс материала

Характеристики материала должны соответствовать требуемым термическим, механическим и электрическим характеристикам.

6. Требования к электричеству

При определении спецификации субстрата могут учитываться диэлектрическая прочность и объемная устойчивость.

Металлизированный нитрид кремния керамический субстрат

Металлизация является важным вариантом настройки керамических субстратов на основе нитрида кремния, используемых в электронной упаковке. Согласно предоставленному документу, субстраты могут быть обеспеченыЗолото (Au), серебро (Ag), медь (Cu) и алюминий (Al)Металлизированные покрытия.

По металлизации

Предлагается в качестве конкретного варианта металлизации для электронных конструкций субстратов.

Ag металлообработка

Может быть указано, где металлизация на основе серебра требуется конструкцией упаковки.

Cu металлообработка

Подходит для субстратных конструкций, требующих медно-металлических конструкций.

Al-металлообработка

Имеется в качестве еще одного варианта нанесения металлических покрытий, указанного в исходном документе.

6 областей применения керамических субстратов на основе нитрида кремния

01

Электроника и электроника

Используется для мощных электронных модулей, в Том числеМодули IGBT и MOSFET, где термическое управление, электроизоляция и механическая надежность имеют важное значение.

02

Электрические и усилители; гибридные транспортные средства

Применяется к электронике транспортного средства, напримерЭлектродвигатели и инверторы, в тех случаях, когда речь идет о компактном термическом управлении и устойчивости к термическому циклу.

03

Системы использования возобновляемых источников энергии

Используется в оборудовании преобразования энергии, напримерЭм зарядные станции и солнечные инверторы, где электронные компоненты могут генерировать значительное тепло.

04

Аэрокосмическая и amp; оборонная электроника

Подходит для отдельных высоконадежных электронных упаковок, где требуется тепловая циклон, механическая целостность и электрическая изоляция.

05

Промышленная электроника

Источник указывает:Высокотемпературные датчики и радиочастотные компонентыВ качестве промышленного применения для Si₃N₄ керамические субстраты.

06

Усовершенствованная упаковка полупроводников

Силиконовые нитридные субстраты имеют отношение к современной полупроводниковой упаковке и третьему поколениюSiC механическое устройствоПрименение, требующее термических, механических и электрических характеристик.

Оборудование и системы с использованием керамических субстратов на основе нитрида кремния

Силовые полупроводниковые модули

Упаковка модулей питания IGBT и MOSFET.

Инверторные системы EV

Электродвигатели и инверторные сборки для электрических и гибридных транспортных средств.

Солнечные инверторы

Оборудование для преобразования энергии, используемое в системах возобновляемых источников энергии.

Зарядное оборудование Эм

Высокопроизводительные системы зарядки, требующие термического и электрического управления.

Рч электронное оборудование

Избранные радиочастотные и высокочастотные электронные компоненты.

Высокотемпературные датчики

Упаковка датчиков и промышленные электронные системы, подверженные воздействию повышенных температур.

Силиконовый нитрид керамический субстрат по сравнению с алюминиевым нитридом

Представленный документ сравнивает Si₃N₄ с алюминиевой нитридой (AlN). Согласно этому источнику, в некоторых областях применения AlN может обеспечивать более высокую теплопроводность, в то время как Si₃N₄ характеризуется как имеющий преимущества с точки зрения механической прочности, прочности на разрыв, термоударной устойчивости и совместимости с устройствами SiC.

Точка сравненияSi₃N₄ согласно источникуЗначение применения
Механическая прочностьВысокая механическая прочность; Источник утверждает преимущество над AlNПолезно для механически требовательных электронных пакетов
Прочность на разрывИсточник описывает более высокую прочность трещин, чем AlNПомогает устранять риски растрескивания под механическим или тепловым напряжением
Тепловый удар,Отличное сопротивление термическому ударуИмеет отношение к повторяющимся тепловым циклам
Совместимость с сокИсточник описывает более тесную увязку ктэ с сокПодходит для упаковки приводов третьего поколения SiC
Теплопроводность (теплопроводность)Источник отмечает, что AlN может иметь более высокую теплопроводностьВыбор материала должен учитывать полную термомеханическую конструкцию

Процесс производства керамических субстратов на основе нитрида кремния

Представленный документ не обеспечивает поэтапного производственного процесса. Поэтому в следующем разделе описывается общая последовательность инженерного производства для пользовательских Si₃N₄ substrates, а не процесс, скопированный из исходного документа.

1. Выбор материалов

Выберите систему материалов нитрида кремния в соответствии с термическими, механическими, электрическими и размерными требованиями.

2. Подготовка к употреблению порошка

Подготовка и состояние керамического порошка, чтобы получить соответствующие характеристики формовки и уплотнения.

3. Формирование субстратов

Керамический корпус формируется в соответствии с требуемыми размерами и геометрией подложки.

4. - спекание со спеканием.

Уплотнение керамического корпуса с использованием управляемого маршрута спекания, выбранного для требуемых характеристик материала.

5. Точность обработки

Измельчить и закончить подложку для достижения указанных размеров, плоскостности, состояния поверхности и геометрии.

6. Обработка поверхностей

Обработать поверхность в соответствии с требованиями монтажа, металлизации и электронной упаковки.

7. Металлообработка (металлообработка)

Нанесение указанного металлизированного покрытия Au, Ag, Cu или Al, если это требуется электронной конструкцией упаковки.

8. 1. Проверка

Проверка размеров, состояния поверхности и конкретных требований к применению до поставки.

Соображения по конструкции керамического субстрата

Тепловая нагрузка

Задайте устройство теплогенерации, тепловые пути и требуемую эффективность рассеивания тепла.

Тепловая циклон

Рассмотрим циклы нагрева и охлаждения, поскольку повторяющееся тепловое расширение и сжатие могут влиять на надежность упаковки.

Механическая нагрузка

Толщина подложки, геометрия, метод монтажа и конструкция упаковки должны рассматриваться вместе.

10. Электроизоляция

Сила диэлектрического тока и сопротивление объему должны соответствовать требованиям к напряжению и изоляции электронного узла.

Металлообработка (металлообработка)

Выберите Au, Ag, Cu или Al metalliation в соответствии с требованиями к архитектуре электрических пакетов и соединению.

Требования к поверхности

Точность отделки поверхности и размеров должна быть определена в соответствии с субстратегией#- 39; Требования к монтажу и металлизации.

Почему XIAMEN HUACIJULI для керамических субстратов нитрида кремния?

XIAMEN HUACIJULI предлагает инженерно-ориентированные силиконовые нитридные керамические комплектующие решения для индивидуального применения. Для керамических субстратов требования к материалу, геометрии, состоянию поверхности и металлизации могут быть оценены в соответствии с заказчиком#- 39; Приложение к программе.

Si₃N₄ Material Focus

Целенаправленный выбор материала для керамических применений на основе силиконового нитрида, требующих термических, механических и электрических характеристик.

Пользовательская геометрия субстрата

Размеры субстратов и сложные геометрии могут быть разработаны в соответствии с инженерными чертежами.

Инженерные работы на поверхности

Поверхностная отделка может рассматриваться как часть общей конструкции субстрата, а не как изолированный параметр.

Варианты металлообработки

В представленной информации о продукте в качестве вариантов металлизации указываются ас, Ag, Cu и Al.

Разработка на основе практического применения

Конфигурация материала и субстрата может рассматриваться вместе с термическими, электрическими и механическими требованиями.

OEM & индивидуальные компоненты

Индивидуальные компоненты силиконового нитрида могут быть разработаны на основе чертежей заказчика и технических спецификаций.

Как определить керамический субстрат нитрида кремния

Для пользовательской котировки Si₃N₄ substrate необходима следующая информация:

  1. 1. Размеры субстрата:Длина, ширина, толщина и общая геометрия.

  2. 2. Требования в отношении температуры:Требуемая теплопроводность, рабочая температура и температурные условия.

  3. 3. Требования к электричеству:Требования к изоляции, диэлектрической прочности и объемному сопротивлению.

  4. 4. Механические требования:Прочность на изгиб, прочность на разрыв, усиливающийся стресс и требования к конструкции.

  5. 5. Отделка поверхности:Требуемое состояние поверхности для склеивания, монтажа или металлизации.

  6. 6. Металлообработка:Требования по нанесению покрытий Au, Ag, Cu или Al в соответствующих случаях.

  7. 7. Применение:Модуль питания, инвертор EV, возобновляемые источники энергии, аэрокосмическая, RF или промышленная электроника.

Керамический субстрат часто задаваемые вопросы

Что такое силиконовый нитрид керамический субстрат?

Силиконовый нитрид керамический субстрат представляет собой Si₃N₄ керамическая платформа, используемая в электронной упаковке и высокомощных электронных приложений. Она сочетает в себе функции термического управления, механической поддержки и электрической изоляции.

Почему силиконовый нитрид используется для питания электронных субстратов?

Нитрид кремния обеспечивает сочетание тепловых характеристик, механической прочности, прочности на разрыв, термоударной устойчивости и электрической изоляции. Эти свойства имеют отношение к высокой мощности и высокой надежности электронной упаковки.

Какова теплопроводность силиконового нитрида субстрата?

В представленном документе приводятся две ссылки на теплопроводность: 80-90 вт /(м · к) во введении и 15-20 вт /(м · к) в подробной таблице характеристик. В документе также говорится, что точные характеристики варьируются в зависимости от метода производства, поэтому применимое значение должно быть подтверждено для выбранного материала и производственного маршрута.

Каковы механические свойства Si₃N₄ substrate?

В представленной таблице характеристик приведены изгибающая прочность более 600 мпа, сжимающая прочность 2500 мпа, прочность на разрыв более 6,0 мпа · м ¹/², эластичный модуль 290 гпа, твердость роквелла HRA90 и твердость Vickers более 1550 HV0.5.

Какова максимальная рабочая температура силиконового нитрида?

В представленной таблице рабочих характеристик максимальная рабочая температура воздуха составляет приблизительно 1200°C. Фактическая допустимая рабочая температура зависит от материала, геометрии, атмосферы, температурного цикла и условий применения.

Могут ли керамические субстраты на основе нитрида кремния быть металлизированы?

- да. - да. В представленном документе ас, аг, Cu и Al указаны в качестве доступных вариантов металлизированного покрытия под индивидуальные силиконовые нитридные субстраты.

Может ли субстрат быть настроен в различных размеров и форм?

- да. - да. В представленном документе в качестве настраиваемых параметров субстрата конкретно указываются различные значения толщины, отделки поверхностей, металлизированные покрытия и сложные геометрии.

Почему Si₃N₄ имеет отношение к SiC power devices?

Представленный документ описывает поведение теплового расширения Si₃N₄ как тесно соответствующее SiC, что может быть выгодно для термомеханической совместимости в полупроводниковых приборов третьего поколения.

Какая информация должна быть предоставлена для пользовательской котировки субстрата?

Предпочтительнее провести технический чертеж. Важная информация включает в себя размеры субстрата, толщину, требования к теплоизоляции, требования к электроизоляции, отделку поверхности, металлообработку, рабочую температуру и среду применения.

Гарантированы ли технические значения на этой странице для каждого субстрата нитрида кремния?

- нет. Нет. В исходном документе четко указывается, что содержащаяся в нем информация предназначена для сравнения и что точные характеристики варьируются в зависимости от метода производства. Окончательные значения должны быть подтверждены для спецификации отобранных материалов, производственного процесса и компонентов.

Силиконовый нитрид керамический субстрат: ключевые факты

Продукт: 10 €Керамический субстрат на основе нитрида кремния

Материал: 1Нитрид кремния (Si₃N₄)

Основная функция:Термоуправление, механическая поддержка и электроизоляционная платформа для электронных устройств и энергетических модулей.

Основные характеристики материала:Высокая механическая прочность, прочность на разрыв, теплостойкость к удару, электрическая изоляция, химическая устойчивость и зависимость от приложения теплопроводности.

Типичные области применения:Модули IGBT, модули MOSFET, электродвигатели EV, инверторы EV, зарядные станции EV, солнечные инверторы, аэрокосмическая электроника, высокотемпературные датчики и компоненты RF.

Настройка на заказ:Толщина, отделка поверхности, металлизированное покрытие и сложная геометрия.

Варианты металлизации, указанные в источнике:Ас, аг, ку и др.

Запрос пользовательского керамического субстрата нитрида кремния

Отправьте ваш рисунок, размеры, тепловые требования, требования к поверхности или металлоконструкции XIAMEN HUACIJULI для инженерной оценки.

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


What is Silicon Nitride used for?

-Rotating ball bearings and rollers bearings
-Cutting tools
-Engine components: valves, rocker arm pads, and seal faces
-Induction heating coil supports
-Turbine blades, vanes, and buckets
-Welding and brazing jigs
-Heating Element components
-Crucibles
-Metal tube forming rolls and dies
-TIG / Plasma welding nozzles
-Weld positioners
-Precision shafts and axles in high
-wear environments
-Thermocouple sheaths and tubes
-Semiconductor Process Equipment

What are the advantages of Silicon Nitride?

Compared with other technical ceramics, the low thermal expansion coefficient of Silicon Nitride provides good thermal shock resistance. It is extremely hard, fracture-tough, surpasses the high temperature capabilities of most metals, and also has a superior oxidation resistance. As a consequence, silicon nitride can withstand the toughest conditions in the most demanding high-temperature and high-load applications.

What is the formula for Silicon Nitride?

The formula for silicon nitride is Si3N4.

Свяжитесь с нами

Если у вас есть какие-либо предложения или вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.