Substrato ceramico in nitruro di alluminio (AlN): la soluzione termica definitiva per moduli IGBT e ad alta potenza
Panoramica del prodotto
Il substrato ceramico in nitruro di alluminio (AlN) di Puwei è progettato per soddisfare le esigenze termiche ed elettriche estreme dei moderni IGBT陶瓷基板 (substrato ceramico IGBT) e dei moduli di potenza ad alta densità. Essendo un substrato ceramico ad alta conduttività termica di prima qualità, convoglia in modo efficiente il calore lontano dalle matrici in silicio e SiC, consentendo una maggiore densità di potenza, una migliore efficienza e un'affidabilità senza precedenti in settori come i veicoli elettrici e le energie rinnovabili. Si tratta di una tecnologia fondamentale nel settore degli imballaggi elettronici avanzati e dei dispositivi di alimentazione .
Specifiche tecniche
Proprietà del materiale principale:
- Materiale: nitruro di alluminio di elevata purezza (AlN).
- Conduttività termica: 170 - 230 W/(m·K).
- Rigidità dielettrica: >15 kV/mm.
- Resistenza alla flessione: >300 MPa.
- Coefficiente di espansione termica (CTE): ~4,5 ppm/K (eccellente corrispondenza con Si/SiC).
- Costante dielettrica: ~8,9 a 1 MHz.
Tecnologie di metallizzazione disponibili: DBC (rame legato direttamente), DPC (rame placcato diretto), AMB (brasatura di metalli attivi), stampa a film spesso.
Spessore standard: 0,25 mm - 2,0 mm (personalizzato da 0,1 mm).
Massimo. Dimensioni del substrato: fino a 240 mm x 280 mm.
Documentazione visiva del prodotto
Substrato AlN ad alte prestazioni con metallizzazione di precisione, pronto per il collegamento del die IGBT.
Dati prestazionali completi per la valutazione e la selezione ingegneristica.
Le nostre capacità di produzione flessibili per dimensioni standard e personalizzate.
Caratteristiche principali e vantaggi competitivi
- Gestione termica leader del settore: con conduttività termica fino a 230 W/mK, i nostri substrati AlN dissipano rapidamente il calore, prevenendo punti caldi e consentendo moduli più piccoli e più potenti. Ciò supera le tradizionali soluzioni con substrato ceramico di allumina (Al2O3) .
- Affidabilità senza pari tramite abbinamento CTE: il CTE di AlN si avvicina perfettamente al silicio e al carburo di silicio, riducendo drasticamente lo stress termico sui giunti di saldatura durante il ciclo di accensione, che è fondamentale per la longevità dei componenti microelettronici ad alta potenza .
- Piattaforma di metallizzazione versatile e robusta: supportiamo tutte le tecnologie chiave (DBC per correnti elevate, DPC per caratteristiche fini, AMB per ambienti estremi) rendendo il nostro substrato adattabile a qualsiasi cosa, dai microcircuiti ibridi a film spesso agli IGBT ad alta potenza.
- Isolamento elettrico superiore: l'elevata rigidità dielettrica e la resistività del volume garantiscono un isolamento sicuro anche in applicazioni ad alta tensione, funzionando come eccellenti elementi isolanti .
Linee guida per la progettazione e l'integrazione
- Definire i requisiti: analizzare la dissipazione di potenza, la tensione operativa e i vincoli di ingombro per determinare le dimensioni, lo spessore e la conduttività termica richiesta del substrato.
- Seleziona metallizzazione: scegli DBC per la massima gestione della potenza, DPC per circuiti di controllo complessi o AMB per un'affidabilità di livello automobilistico.
- Finalizza il layout del circuito: fornisci file Gerber. Il nostro team di ingegneri può verificare la termica ottimale tramite posizionamento e dispersione/spazio libero.
- Prototipo e test: produciamo e forniamo prototipi funzionali per la convalida nell'ambito dei test termici e di ciclo di potenza.
- Assemblaggio in volume: i nostri substrati sono compatibili con i processi standard di fissaggio dello stampo di saldatura, sinterizzazione dell'argento e bonding del filo.
Scenari applicativi chiave
- Propulsori per veicoli elettrici: inverter di trazione, caricabatterie di bordo (OBC) e convertitori CC-CC dove sono obbligatorie un'elevata densità di potenza e affidabilità sotto vibrazione.
- Energie rinnovabili e azionamenti industriali: inverter solari/eolici, azionamenti di motori e sistemi UPS, dove un'efficiente dissipazione del calore massimizza la resa energetica e il tempo di attività del sistema.
- Conversione di potenza ad alta frequenza: utilizzata nei moduli ad alta frequenza e nelle applicazioni a microonde per telecomunicazioni e alimentatori radar.
- Sistemi di alimentazione per il settore aerospaziale e della difesa: per avionica e alimentatori di livello militare che richiedono la massima affidabilità e prestazioni in condizioni difficili.
Proposta di valore per acquirenti industriali
- Aumento della densità di potenza e dell'efficienza: consente una densità di potenza superiore fino al 30% a parità di ingombro migliorando la diffusione del calore e riducendo potenzialmente le dimensioni e i costi del dissipatore di calore.
- Estendi la durata del prodotto e riduci i costi della garanzia: l'adattamento CTE superiore e le proprietà dei materiali riducono l'affaticamento termico, portando a meno guasti sul campo.
- Riduzione del costo totale del sistema: sebbene AlN abbia un costo unitario più elevato, riduce il costo totale di proprietà consentendo soluzioni di raffreddamento più semplici e migliorando l'efficienza del sistema.
- Accelerazione del time-to-market: l'accesso alla nostra esperienza integrata nei substrati ceramici e negli imballaggi microelettronici semplifica la progettazione e la convalida.
Certificazioni e garanzia di qualità
La nostra produzione aderisce ai più alti standard internazionali, garantendo l’idoneità ai mercati più esigenti:
- Certificazione IATF 16949:2016 per applicazioni automotive.
- Sistema di Gestione della Qualità certificato ISO 9001:2015 .
- Piena conformità alle direttive ambientali RoHS e REACH.
- Rigorosi test sui lotti, tra cui la misurazione della conduttività termica, test ad alto potenziale e ispezione dimensionale.
Personalizzazione e servizi OEM/ODM
Forniamo soluzioni complete e su misura per adattarsi esattamente all'architettura del vostro modulo:
- Dimensioni e geometria: qualsiasi dimensione personalizzata fino a 240x280 mm. Taglio laser di precisione per forme, fori e contorni complessi.
- Tecnologia e layout di metallizzazione: guida esperta sulla scelta e l'implementazione di DBC, DPC o AMB per il tuo schema di circuito.
- Finitura e rivestimento superficiale: le opzioni includono superfici cotte, lappate o lucidate, con rivestimenti finali come Ni/Au o Ag.
- Grado del materiale: selezione di gradi AlN ottimizzati per una conduttività termica ultraelevata o una maggiore resistenza meccanica.
Processo di produzione avanzato
- Lavorazione e formatura delle polveri: la polvere AlN ad elevata purezza viene colata su nastro o pressata a secco in precisi fogli "verdi".
- Sinterizzazione senza pressione: cottura in atmosfera di azoto controllata per ottenere una densità teorica >99% e proprietà termiche ottimali.
- Lavorazione di precisione: la rettifica e la lappatura CNC garantiscono lo spessore esatto, la planarità eccezionale e la ruvidità superficiale richiesta.
- Applicazione di metallizzazione: il processo di metallizzazione selezionato (DBC/DPC/AMB) viene applicato sotto severi controlli per garantire adesione e integrità.
- Controllo di qualità finale: ogni lotto di produzione viene sottoposto a una serie di test (verifica della conduttività termica, test di isolamento elettrico e ispezione dimensionale al 100%) che garantiscono le prestazioni di un COMPONENTE CERAMICO critico nel sistema di alimentazione.
contattaci ora
