Substrato Cerâmico de Nitreto de Alumínio com Revestimento de Cobre Isolador Folha Cerâmica de AIN

Detalhes do Produto

1. Visão Geral das Folhas Cerâmicas de Nitreto de Alumínio (AlN)

1.1 Introdução geral
A folha cerâmica de nitreto de alumínio (AlN) é uma placa plana de alto desempenho cerâmica com condutividade térmica ultra-alta e excelente isolamento de alta tensão. Proporciona dissipação eficiente de calor para chips de potência e módulos de potência, sendo amplamente adotada em embalagens de semicondutores, aeroespacial e dispositivos de alta frequência eletrônico como alternativa aprimorada aos substratos cerâmicos de óxido de alumínio convencionais.

1.2 Composição Química e Microestrutura

• Cerâmica pura monofásica de AlN misturada com traços de aditivos sinterizantes para formar uma microestrutura cristalina fina e compacta.
  
• Absorção zero de água, placa plana sólida e densa, sem vazios internos ou poros penetrantes.
  
• Densidade ≥ 3.30g/cm³, estrutura cristalina uniforme e estável, livre de microfissuras ocultas.
  

2. Processo de fabricação

2.1 Dosagem e Mistura das Matérias-Primas

Alta pureza Pó de AlN misturado uniformemente com aditivos de sinterização e moído em moinho de bolas para eliminar a aglomeração de partículas.
Etapa A: Compactação a seco do pó bruto em folhas verdes cerâmicas planas.
Etapa B: Sinterização em alta temperatura sob atmosfera de nitrogênio para concluir o crescimento cristalino.
Etapa C: Resfriamento controlado a temperatura constante para evitar tensões residuais internas e microfissuras.

2.2 Corte de Precisão e Usinagem Controlável

Etapa A: Lajes cerâmicas sinterizadas cortadas em folhas de tamanho padrão.
Etapa B: Retificação fina em ambas as faces para uniformizar a rugosidade superficial e o aplainamento dimensional.
Tratamento de recozimento secundário para liberar tensões decorrentes da conformação e evitar a deformação da chapa trinca durante o corte a laser de precisão.

2.3 Acabamento da Chapa Bruta e Estoque de Semi-acabados
Retificar as superfícies superior e inferior dos blocos conforme padrões dimensionais unificados; realizar inspeção por raios X para identificar chapas brutas com defeitos internos. Chapas semi-acabadas de AlN qualificadas são fornecidas aos clientes para posterior metalização com cobre e processamento de circuitos .

3. Perfil de Desempenho Central (Característica Definidora)

3.1 Desempenho Térmico Predominante

• Condutividade térmica ≥ 170 W/m·K a 20 °C , material não tóxico que permite dissipação rápida de calor em componentes eletrônicos de alta potência.
  
• Coeficiente de expansão linear 4,4×10⁻⁶ (RT–400 °C) , compatível adequadamente com folhas de cobre, garantindo ligação direta estável de cobre e embalagem metálica.
  
• Excelente resistência ao choque térmico, operação estável a longo prazo abaixo de 800℃sem empenamento ou fissuração sob ciclos rápidos de aquecimento e resfriamento.
  

3.2 Excelente isolamento elétrico

• Resistência volumétrica ≥10¹⁴ ω·cm, mantém desempenho isolante confiável em toda a faixa de temperaturas e frequências.
  
• Constante dielétrica 9,0 (1 MHz), fator de dissipação 3×10⁻⁴, rigidez dielétrica ≥15KV/mm.
  
• Isolamento estável sob cargas contínuas de alta frequência e alta tensão, muito superior aos plásticos poliméricos que se degradam rapidamente em altas temperaturas.
  

3.3 Compatibilidade química e em vácuo

• Resistente à maioria dos ácidos, bases e solventes orgânicos; é suscetível apenas à corrosão pelo ácido fluorídrico e por metais alcalinos fundidos fortes.
  
• Sem liberação de gases após tratamento térmico em alta temperatura, totalmente compatível com câmaras de processamento de semicondutores em vácuo ultra-alto (UHV) .
  
• Estável sob irradiação de raios X e partículas gama, adequado para substratos estruturais de precisão em aplicações nucleares e aeroespaciais.
  

3.4 Desempenho Mecânico e de Segurança

• Resistência à Flexão ≥330 MPa estrutura rígida em placa plana com alta resistência à compressão.
  
• Rugosidade superficial original Ra 0,3–0,5 μm ; a superfície polida da chapa atinge Ra ≤0,1 μm para aderência firme da folha de cobre.
  
• Curvatura apenas de 0,03–0,05 por 25,4 mm comprimento, superfície ultra-plana e uniforme ideal para galvanoplastia de cobre em substratos DBC.
  
• Matéria-prima inorgânica não tóxica, com ambas as faces resistentes ao desgaste, prolongando a vida útil sob ciclos térmicos prolongados.

4. Principais Limitações

• Não aplicável para operação contínua de longo prazo em ambientes acima de 800℃.
  
• A superfície será atacada e danificada quando exposta ao ácido fluorídrico.
  
• Dureza inferior à da alumina e do carbeto de silício, não sendo a primeira opção para abrasão severa em aplicações pesadas condições de trabalho .
  

5. Principais Aplicações Industriais

5.1 Vácuo e Semicondutores
Substratos para embalagem de chips semicondutores , placas isolantes condutoras de calor para equipamentos de ultra-alto vácuo (UHV), substratos de refrigeração para módulos de potência.
5.2 Aeronáutica e Astronáutica
Substratos térmicos de isolamento para dispositivos de energia de satélite, placas estruturais planas resistentes à radiação.
5.3 Eletrônica de Potência de Alta Tensão
Substratos DBC revestidos com cobre para módulos IGBT, placas isolantes para transformadores de alta frequência, dispositivos a laser base dissipadora de calor folhas.
5.4 Óptica e Instrumentos de Precisão
Placas isolantes condutoras de calor para equipamentos ópticos, substratos isolantes para instrumentos de testes de precisão.
5.5 Indústria Médica e Nuclear
Jigs planos para testes de blindagem contra radiação, isento de poluição substratos isolantes para altas tensões em laboratório.

6. Posicionamento de Materiais
A folha cerâmica de nitreto de alumínio (AlN) preenche a lacuna de desempenho entre placas isolantes plásticas e substratos cerâmicos convencionais de alumina. Ela integra condutividade térmica ultraelevada e desempenho isolante estável em alta frequência. Em comparação com cerâmicas vítreas e substratos de alumina, oferece eficiência superior de dissipação de calor e aderência perfeita de folha de cobre compatibilidade , tornando-o o material de substrato plano preferido para eletrônicos de alta potência personalizados, embalagem de semicondutores e equipamentos de precisão aeroespacial.

Parâmetro

Histórico de Desenvolvimento

Patentes e Certificações

Embalagem

Serviços                                                                         

Perguntas Frequentes