Wysokiej czystości ceramiczne podłoże izolacyjne SiC odporne na wysokie temperatury
Podłoża ceramiczne z węglika krzemu (SiC) to zaawansowane materiały ceramiczne produkowane poprzez wysokotemperaturowe spiekanie proszku SiC o wysokiej czystości, wykazujące wyjątkową przewodność cieplną, wysoką wytrzymałość mechaniczną i doskonałą stabilność chemiczną. Jako kluczowy materiał półprzewodnikowy trzeciej generacji, ceramiczne podłoża SiC są szeroko stosowane w elektronice dużej mocy, urządzeniach RF, pakietach LED i czujnikach wysokotemperaturowych. Ich unikalne połączenie właściwości – w tym wysoka przewodność cieplna, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i ekstremalna twardość – sprawia, że są idealne do pakowania elektroniki i rozwiązań zarządzania termicznego w trudnych warunkach. W porównaniu do tradycyjnych podłoży z tlenku glinu (Al₂O₃) lub azotku glinu (AlN), ceramiczne podłoża SiC wykazują lepszą wydajność w zastosowaniach wysokotemperaturowych, wysokiej częstotliwości i dużej mocy, szczególnie w pojazdach elektrycznych, komunikacji 5G i systemach lotniczych.
Kluczowe cechy podłoży ceramicznych SiC
|
Kategoria właściwości
|
Specyfikacje/Wydajność
|
Zalety techniczne
|
|
Właściwości termiczne
|
Przewodność cieplna: 120-270 W/(m·K) (przewyższa miedź)
Współczynnik rozszerzalności cieplnej: 4,0×10⁻⁶/°C (pasuje do chipów krzemowych)
|
Zwiększone odprowadzanie ciepła, zmniejszone naprężenia termiczne, poprawiona niezawodność urządzenia
|
|
Właściwości mechaniczne
|
Wytrzymałość na zginanie: 300-500 MPa
Twardość w skali Mohsa: 9,5 (ustępuje tylko diamentowi)
|
Odporność na zużycie/uderzenia, odpowiednie do środowisk o dużych naprężeniach
|
|
Właściwości elektryczne
|
Rezystancja izolacji: >10¹⁴ Ω·cm
Stała dielektryczna: 9,7-10,2
|
Niska utrata sygnału, idealna do obwodów wysokiej częstotliwości
|
|
Stabilność chemiczna
|
Odporność na korozję kwasową/alkaliczną i utlenianie (stabilna do 1600°C)
|
Niezawodne działanie w trudnych warunkach chemicznych/kosmicznych
|
|
Wymiary i dostosowywanie
|
Grubość: 0,25-3 mm
Maks. rozmiar: format wafla 8-calowego
|
Elastyczne rozwiązania dla różnorodnych potrzeb w zakresie pakowania
|
|
Obróbka powierzchni
|
Polerowanie: Ra <0,1 μmMetalizacja (powlekanie Au/Ag/Cu)
Zoptymalizowana wydajność lutowania i mocowania chipów
|
Główne zastosowania podłoży ceramicznych SiC
|
1. Elektronika mocy
Inwertery EV: ceramiczne podłoża SiC służą jako radiatory modułów IGBT, zmniejszając temperaturę pracy chipów o 20-30% i zwiększając wydajność konwersji energii.
- Moduły szybkiego ładowania: ceramiczne podłoża SiC umożliwiają platformy wysokiego napięcia 800 V w słupkach ładowania, skracając czas ładowania przy jednoczesnej poprawie niezawodności.
- Przemysłowe VFD: Zastąpienie podłoży AlN w celu rozwiązania problemów termicznych w systemach o dużej gęstości mocy.
- 2. Komunikacja RF
Stacje bazowe 5G PA: niska strata dielektryczna ceramicznych podłoży SiC zapewnia integralność sygnału w pasmach fal milimetrowych, zmniejszając zużycie energii o 15%.
- Systemy radarowe: ceramiczne podłoża SiC stosowane w modułach T/R z antenami fazowanymi do zastosowań wojskowych o wysokiej częstotliwości/wysokiej temperaturze.
- 3. Optoelektronika
Opakowania LED o wysokiej jasności: podłoża COB (Chip-on-Board) łagodzą zanik strumienia świetlnego i poprawiają jednolitość jasności.
- Wyświetlacze Micro-LED: Rozwiązują problem gromadzenia się ciepła w mikro-wyświetlaczach o dużej gęstości pikseli.
- 4. Lotnictwo
Czujniki silnika: ceramiczne podłoża SiC wytrzymują gazy spalinowe o temperaturze 1000°C+ do monitorowania silnika w czasie rzeczywistym.
- Kontrola zasilania satelitarnego: Utrzymanie stabilnej wydajności w warunkach promieniowania kosmicznego i ekstremalnych cykli termicznych (-150°C do +200°C).
- 5. Przemysł wysokotemperaturowy
Płyty grzewcze półprzewodnikowe: ceramiczne podłoża SiC zapewniają równomierne ogrzewanie bez zanieczyszczeń w reaktorach MOCVD.
- Wyściółki reaktorów chemicznych: ceramiczne podłoża SiC są odporne na stężone kwasy/zasady, wydłużając żywotność 3-5 razy w porównaniu z metalami.
- 6. Obrona
Kompozyty pancerne: Lekkie (30% lżejsze od stali), a jednocześnie ultra-twarde dla ochrony pojazdów.
- Osłony pocisków: Wyjątkowa przezroczystość fal przetrwa ogrzewanie aerodynamiczne Mach 5+.
- Zalecane powiązane produkty ceramiczne SiC
1. Tace ceramiczne z węglika krzemu SiC, płyty, uchwyt na wafele, proces trawienia ICP do wzrostu epitaksjalnego
2. Kulka SiC, kulki SiC o średnicy 0,5 mm ~ 50 mm, konfigurowalne, precyzyjna kulka łożyskowa
Podłoża ceramiczne SiC
Pytania i odpowiedzi 1. P: Jakie są zalety ceramicznych podłoży SiC w porównaniu z tradycyjnymi materiałami, takimi jak AlN lub Al₂O₃?
O: Ceramiczne podłoża SiC oferują 3-5 razy wyższą przewodność cieplną (do 270 W/mK), doskonałą wytrzymałość mechaniczną (450 MPa vs. 300 MPa dla AlN) i odporność na ekstremalne temperatury (1600°C), co czyni je idealnymi do zastosowań dużej mocy.
2. P: Dlaczego ceramika SiC jest używana w modułach zasilania pojazdów elektrycznych?
O: Jego ultra-wysoka przewodność cieplna zmniejsza temperaturę chipów IGBT o 20-30%, znacznie poprawiając wydajność inwertera EV i prędkość ładowania, jednocześnie wydłużając żywotność komponentów.
Tag: #
Wysokiej czystości ceramiczny SiC, #Dostosowane, # Ceramiczne podłoże izolacyjne SiC, #Odporność na wysokie temperatury
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
