Substrato rivestito in rame AMB ceramico al nitruro di silicio
Il substrato rivestito in rame AMB in ceramica al nitruro di silicio di Puwei rappresenta l'apice della tecnologia avanzata dei substrati ceramici per dispositivi di potenza esigenti e imballaggi elettronici ad alta affidabilità. Utilizzando la tecnologia Active Metal Brazing (AMB), colleghiamo il rame ad alta conduttività alla ceramica di nitruro di silicio (Si₃N₄) di alta qualità, offrendo prestazioni termiche, meccaniche ed elettriche eccezionali per le applicazioni SiC e GaN di prossima generazione. Questo substrato è progettato come la soluzione definitiva per componenti microelettronici ad alta potenza che richiedono un'affidabilità senza pari.
Vantaggi prestazionali principali
- Eccezionale resistenza meccanica: resistenza alla flessione >800 MPa, 3-5 volte più forte dell'allumina.
- Resistenza superiore agli shock termici: supera Al₂O₃ e AlN nei rapidi cicli di temperatura.
- Corrispondenza CTE ottimale: 3,2 ppm/°C corrisponde molto bene ai semiconduttori SiC (3,7 ppm/°C).
- Legame ad alta affidabilità: AMB crea legami metallurgici più forti rispetto ai tradizionali metodi DBC.
- Prestazioni termiche robuste: conduttività termica 80-90 W/m·K con eccellente stabilità.
Specifiche tecniche
I nostri substrati Si₃N₄ AMB sono caratterizzati da specifiche precise e ad alte prestazioni cruciali per un packaging microelettronico affidabile.
Proprietà dei materiali
Materiale di base: nitruro di silicio di elevata purezza (Si₃N₄). Materiale di rivestimento: rame ad alta conduttività privo di ossigeno. Conducibilità termica: 80-90 W/m·K. Resistenza alla flessione: >800 MPa. CET: 3,2 ppm/°C. Rigidità dielettrica: >15 kV/mm. Resistenza alla pelatura: >80 N/cm.
Dimensioni e tolleranze
Spessore ceramica: 0,25 mm-1,0 mm standard (0,2 mm-2,0 mm personalizzato). Spessore del rame: 0,1 mm-0,8 mm. Dimensione massima: 240 mm × 280 mm. Planarità superficiale: <10μm/cm. Capacità di rame spesso: supporta rame fino a 0,8 mm per una maggiore capacità di trasporto di corrente, ideale per il packaging avanzato di circuiti integrati .
Caratteristiche principali e vantaggi tecnologici
Resistenza superiore agli shock termici
L'esclusiva microstruttura del nitruro di silicio impedisce la propagazione delle cricche in caso di rapidi cambiamenti di temperatura, rendendolo ideale per ambienti difficili in cui i substrati ceramici di allumina o le ceramiche di nitruro di alluminio potrebbero danneggiarsi. Questo è fondamentale per i dispositivi di potenza automobilistici e industriali.
Abbinamento CTE ottimale con semiconduttori ad ampio gap di banda
Il coefficiente di espansione termica di 3,2 ppm/°C è molto simile al carburo di silicio (SiC) e al nitruro di gallio (GaN). Ciò riduce al minimo lo stress termico interfacciale, prolungando la durata del prodotto e migliorando l'affidabilità nelle applicazioni microelettroniche ad alta potenza.
Eccezionale resistenza meccanica e durata
Con una resistenza alla flessione superiore a 800 MPa, fornisce una robustezza meccanica 3-5 volte maggiore rispetto all'allumina standard. Ciò garantisce l'integrità in caso di vibrazioni e sollecitazioni meccaniche nei gruppi propulsori dei veicoli elettrici e nelle apparecchiature industriali pesanti.
Tecnologia di incollaggio AMB avanzata
La brasatura attiva dei metalli crea forti legami chimici tra ceramica e rame, offrendo prestazioni di ciclo termico superiori e affidabilità a lungo termine rispetto ai tradizionali metodi DBC (Direct Bonded Copper). Questo processo avanzato di ceramica metallizzata è fondamentale per un imballaggio elettronico ad alta affidabilità.
Scenari applicativi primari
Elettronica di potenza per veicoli elettrici
Inverter principali, convertitori CC-CC e caricabatterie integrati che richiedono prestazioni robuste in condizioni di vibrazioni, cicli termici e densità di potenza elevata. Essenziale per i dispositivi di potenza basati su SiC di prossima generazione.
Sistemi di energia rinnovabile
Gli inverter solari e i convertitori di energia eolica richiedono affidabilità a lungo termine ed eccellente resistenza agli shock termici in ambienti esterni con ampie fluttuazioni di temperatura.
Azionamenti e alimentatori per motori industriali
Azionamenti ad alta potenza per apparecchiature di produzione e automazione che richiedono eccezionale resistenza meccanica e prestazioni di cicli termici in ambienti industriali difficili.
Aerospaziale, difesa e trasporti ferroviari
Elettronica di potenza mission-critical in cui i massimi livelli di affidabilità, robustezza meccanica e prestazioni in condizioni estreme non sono negoziabili.
Moduli avanzati ad alta frequenza e potenza RF
Sebbene ottimizzate per la gestione termica, le sue eccellenti proprietà dielettriche supportano anche circuiti RF impegnativi e applicazioni a microonde dove l'affidabilità è fondamentale.
Guida all'implementazione e all'integrazione della progettazione
- Analisi dell'applicazione: valutazione dei requisiti termici, meccanici e di affidabilità rispetto ai vantaggi del Si₃N₄ AMB.
- Simulazione termica: utilizza i nostri dati sulle proprietà dei materiali per la progettazione della gestione termica a livello di sistema.
- Progettazione di substrati e circuiti: fornire le specifiche di layout. Sfruttiamo l'esperienza nei microcircuiti ibridi a film spesso per l'ottimizzazione.
- Prototipazione e validazione: testare i campioni in condizioni operative reali per verificare le prestazioni.
- Adattamento del processo di assemblaggio: ottimizza la saldatura e l'assemblaggio per le caratteristiche del nitruro di silicio.
- Convalida della qualità e scalabilità: esegui test completi prima di passare alla produzione in volumi.
Proposta di valore per OEM e ingegneri progettisti
- Maggiore affidabilità del sistema: riduce drasticamente i guasti sul campo in condizioni difficili.
- Durata prolungata del prodotto: la capacità superiore di cicli termici garantisce una maggiore durata operativa.
- Abilita progetti compatti e ad alta densità di potenza: la maggiore resistenza consente substrati più sottili e moduli più piccoli.
- Costo totale di proprietà (TCO) migliorato: la riduzione del tasso di guasto e la maggiore durata utile compensano il costo iniziale.
- Accesso a competenze avanzate: partner di Puwei per l'ingegneria applicativa nel packaging microelettronico .
Processo di produzione e garanzia di qualità
La nostra produzione garantisce la massima purezza, densità e precisione dimensionale per gli elementi isolanti critici nei moduli di potenza.
- Preparazione della materia prima: selezione di polvere Si₃N₄ ad elevata purezza.
- Formatura e sinterizzazione: modellatura e sinterizzazione ad alta temperatura per ottenere una microstruttura ottimale.
- Lavorazione di precisione: rettifica del diamante per ottenere spessore e planarità esatti.
- Attivazione della superficie: preparazione per un'interfaccia di adesione perfetta.
- Brasatura attiva dei metalli (AMB): brasatura sotto vuoto ad alta temperatura per creare legami metallurgici.
- Modellazione e finitura: fotolitografia, incisione e applicazione di finiture superficiali protettive.
- Rigoroso controllo di qualità: ispezione al 100% e test delle prestazioni delle proprietà termiche, elettriche e meccaniche.
Certificazioni e conformità
I prodotti Puwei soddisfano i più alti standard internazionali di qualità e affidabilità.
- Gestione della qualità: certificazione ISO 9001:2015.
- Standard automobilistico: conformità IATF 16949:2016.
- Sicurezza dei materiali: classificazione di infiammabilità UL 94 V-0.
- Conformità ambientale: direttive RoHS e REACH.
Personalizzazione e servizi OEM/ODM
Personalizziamo i substrati Si₃N₄ AMB in base ai vostri specifici requisiti per l'imballaggio elettronico avanzato.
- Dimensioni e geometria: dimensioni personalizzate fino a 240 mm × 280 mm, forme e contorni complessi.
- Spessore dello strato: controllo preciso dello spessore della ceramica (0,2-2,0 mm) e del rame (0,1-0,8 mm).
- Schema di circuiti: progetti complessi con caratteristiche fini per percorsi di corrente ottimizzati.
- Finiture superficiali: placcatura Ni/Au, Ni/Pd, Ag o Sn per una migliore saldabilità e protezione.
- Ottimizzazione dei materiali e dei processi: soluzioni su misura per ambienti operativi e obiettivi prestazionali specifici.
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