Siliziumnitrid-Keramiksubstratplatte

Produktübersicht

Die Siliziumnitrid-Keramiksubstratplatten von Puwei stellen den Gipfel der fortschrittlichen Keramiktechnologie dar und bieten außergewöhnliche mechanische Festigkeit, thermische Stabilität und Zuverlässigkeit für die anspruchsvollsten industriellen Anwendungen. Als Spezialisten für fortschrittliche elektronische Keramikprodukte liefern wir diese Premium-Substrate, die so konstruiert sind, dass sie extremen Bedingungen standhalten, bei denen andere Materialien versagen.

Unsere Siliziumnitrid-Substrate vereinen unübertroffene mechanische Eigenschaften mit überlegener thermischer Leistung und eignen sich daher ideal für Anwendungen, die außergewöhnliche Haltbarkeit und Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen erfordern. Diese Substrate sind besonders wertvoll für Leistungsgeräte und Anwendungen mit hoher Belastung, bei denen herkömmliche Materialien die Leistungsanforderungen nicht erfüllen können.

Technische Spezifikationen

Unsere Siliziumnitrid-Keramiksubstrate bestehen aus hochreinem Siliziumnitrid (Si₃N₄)-Material mit einer Dichte von 3,15–3,25 g/cm³ und einer charakteristischen grauen bis grauschwarzen Färbung. Zu den mechanischen Eigenschaften gehören eine außergewöhnliche Biegefestigkeit von ≥900 MPa, eine Bruchzähigkeit von 6–8 MPa·m¹/², ein Elastizitätsmodul von 300–320 GPa und eine Druckfestigkeit von >2500 MPa. Die thermische Leistung zeichnet sich durch eine maximale Betriebstemperatur von 1300–1600 °C, eine Wärmeleitfähigkeit von 23–25 W/(m·K), einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2,95–3,0 × 10⁻⁶/°C und eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit von mehr als ΔT 1000 °C aus. Zu den elektrischen Eigenschaften gehören Durchschlagsfestigkeit >15 kV/mm und Durchgangswiderstand >10¹⁴ Ω·cm bei 25 °C, wodurch sie für anspruchsvolle elektronische Verpackungsanwendungen geeignet sind.

Produktbilder

Hochwertiges Siliziumnitrid-Keramiksubstrat – entwickelt für extreme Bedingungen

Präzisionsgefertigtes Si₃N₄-Substrat – optimiert für Hochleistungsanwendungen

Produktmerkmale und Vorteile

Außergewöhnliche mechanische Leistung

Die Kombination aus hoher Biegefestigkeit (≥900 MPa) und hervorragender Bruchzähigkeit (6–8 MPa·m¹/²) von Siliziumnitrid bietet unübertroffene mechanische Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Anwendungen und übertrifft herkömmliche Aluminiumoxid-Keramiksubstrate und andere Keramikmaterialien deutlich. Dadurch sind sie ideal für Anwendungen, die robuste Isolationselemente in Umgebungen mit hoher Beanspruchung erfordern.

Überlegene Wärmemanagementfähigkeiten

Mit hervorragender Thermoschockbeständigkeit und niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten behalten unsere Siliziumnitrid-Substrate ihre strukturelle Integrität auch bei extremen Temperaturwechseln bei und eignen sich daher ideal für Anwendungen, bei denen schnelle Temperaturänderungen andere Materialien zerstören würden. Diese thermische Stabilität ist für mikroelektronische Hochleistungskomponenten und Leistungselektronik von entscheidender Bedeutung.

Hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit

Die inhärente Härte (HRA 92-94) und die chemische Inertheit von Siliziumnitrid sorgen für eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Verschleiß, Abrieb und chemische Angriffe und gewährleisten eine lange Lebensdauer in rauen Betriebsumgebungen. Diese Haltbarkeit unterstützt eine zuverlässige Leistung in Industrie- und Automobilanwendungen.

Erweiterte Metallisierungskompatibilität

Unsere Siliziumnitridsubstrate sind für fortschrittliche Metallisierungsprozesse optimiert, einschließlich der speziellen kupferkaschierten Si3N4-Keramik-AMB-Substrattechnologie , die eine zuverlässige Leistung in Hochleistungselektronikanwendungen ermöglicht und die Entwicklung anspruchsvoller Dickschicht-Hybrid-Mikroschaltungen unterstützt.

Implementierungsrichtlinien

1. Designphase: Arbeiten Sie mit unserem Engineering-Team zusammen, um das Substratdesign für Ihre spezifischen Anwendungsanforderungen und Belastungsbedingungen zu optimieren
2. Materialauswahl: Wählen Sie die geeignete Substratdicke und Oberflächenbeschaffenheit basierend auf den mechanischen, thermischen und elektrischen Leistungsanforderungen
3. Metallisierungsplanung: Bestimmen Sie den optimalen Metallisierungsansatz (AMB, DBC oder Dünnschicht) für Ihre Schaltungsanforderungen
4. Komponentenintegration: Montieren Sie Halbleiterbauelemente und passive Komponenten mithilfe geeigneter Verbindungstechniken und thermischer Schnittstellenmaterialien
5. Systemmontage: Integrieren Sie die Substratbaugruppe in Ihr Endprodukt und stellen Sie dabei die richtige mechanische Unterstützung und das Wärmemanagement sicher
6. Leistungsvalidierung: Führen Sie umfassende Tests durch, einschließlich thermischer Zyklen, mechanischer Beanspruchung und Überprüfung der elektrischen Leistung

Anwendungsszenarien

Leistungselektronik und Halbleitersysteme

Unsere Siliziumnitridsubstrate eignen sich hervorragend für Hochleistungs-IGBT-Module, Leistungshalbleitergehäuse, Stromversorgungssysteme für Elektrofahrzeuge und Konverter für erneuerbare Energien. Die überlegene Temperaturwechselleistung und Zuverlässigkeit unter thermischer Belastung machen sie unverzichtbar für die Leistungselektronik der nächsten Generation, die robuste Verpackungslösungen für die Mikroelektronik erfordert.

Industrielle und mechanische Komponenten

In anspruchsvollen Industrieanwendungen dienen unsere Substrate als zuverlässige Grundlage für Lager, Schneidwerkzeuge, Motorkomponenten und Turbinenelemente. Die außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und mechanische Festigkeit gewährleisten eine langfristige Leistung unter rauen Betriebsbedingungen und unterstützen fortschrittliche Fertigungs- und Verarbeitungsanlagen.

Hochtemperaturverarbeitungsgeräte

Für Schweiß- und Lötvorrichtungen, Heizelementbaugruppen, Induktionsheizhalterungen und Thermoelement-Schutzrohre bieten unsere Siliziumnitridsubstrate die thermische Stabilität und chemische Beständigkeit, die für einen zuverlässigen Betrieb bei erhöhten Temperaturen erforderlich sind. Dadurch eignen sie sich ideal für die Sensorverpackung in Hochtemperaturumgebungen.

Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssysteme

In Luft- und Raumfahrtanwendungen, einschließlich Turbinenkomponenten, Avionik und Verteidigungssystemen, bieten unsere Substrate die Zuverlässigkeit und Leistungsstabilität, die für den Betrieb unter extremen Bedingungen erforderlich sind, bei denen ein Ausfall keine Option ist.

Kundennutzenversprechen

• Erhöhte Produktzuverlässigkeit: Außergewöhnliche mechanische und thermische Eigenschaften führen zu einer verbesserten Produktlebensdauer und geringeren Ausfallraten bei anspruchsvollen Anwendungen
• Leistung unter extremen Bedingungen: Ermöglichen Sie den Betrieb in Umgebungen, in denen andere Materialien versagen – hohe Temperaturen, Temperaturwechsel, mechanische Belastung und korrosive Bedingungen
• Reduzierte Gesamtbetriebskosten: Längere Lebensdauer, reduzierter Wartungsaufwand und verbesserte Zuverlässigkeit führen häufig zu niedrigeren Gesamtkosten über den Produktlebenszyklus
• Designflexibilität: Die Unterstützung komplexer Geometrien und fortschrittlicher Metallisierung ermöglicht innovative Produktdesigns und Leistungsoptimierung
• Fertigungseffizienz: Gleichbleibende Materialeigenschaften und Maßgenauigkeit verbessern die Produktionsausbeute und senken die Herstellungskosten

Zertifizierungen und Compliance

Unsere Produktionsstätten unterliegen der Zertifizierung des Qualitätsmanagementsystems ISO 9001:2015 und gewährleisten so eine gleichbleibende Produktqualität und Leistungszuverlässigkeit. Wir sorgen für eine umfassende Materialrückverfolgbarkeit und Chargenkonsistenzdokumentation, wobei alle Produkte den RoHS- und REACH-Umweltvorschriften entsprechen. Unsere Siliziumnitrid-Substrate werden strengen Test- und Validierungsprotokollen unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den anspruchsvollen Anforderungen von Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Industrieanwendungen entsprechen.

Anpassungsmöglichkeiten

Wir bieten umfassende OEM- und ODM-Dienstleistungen an, die auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind, einschließlich kundenspezifischer Dickenbereiche von 0,2 mm bis 2,00 mm und Spezialabmessungen gemäß Kundenspezifikationen. Unser Fachwissen erstreckt sich auf großformatige Substrate bis zu 240 x 280 x 1 mm, verschiedene Oberflächenbehandlungen und Rauheitsgrade sowie kundenspezifische Metallisierungsmuster und Beschichtungsoptionen. Unabhängig davon, ob Sie Standardsubstrate oder spezielle Konfigurationen für integrierte Schaltkreisanwendungen benötigen, kann unser Ingenieurteam Lösungen entwickeln, die genau Ihren technischen Anforderungen entsprechen.

Hervorragende Fertigungsqualität

Unser Produktionsprozess beginnt mit der Auswahl und Vorbereitung von hochreinem Siliziumnitrid-Pulver, mit präziser Kontrolle der Partikelgrößenverteilung und der chemischen Zusammensetzung. Fortschrittliche Formtechniken wie Pressen, Gießen oder Spritzgießen erzeugen präzise Substratgeometrien, gefolgt von kontrolliertem Hochtemperatursintern in speziellen Atmosphären, um volle Dichte und optimale mechanische Eigenschaften zu erreichen. Die Präzisionsbearbeitung mittels fortschrittlicher Schleif- und Endbearbeitungsverfahren gewährleistet enge Maßtoleranzen und Anforderungen an die Oberflächenqualität. Jede Produktionscharge wird einer umfassenden Qualitätsprüfung einschließlich mechanischer, thermischer und mikrostruktureller Analyse unterzogen, um eine gleichbleibende Leistung für anspruchsvolle Anwendungen einschließlich Hochfrequenzmodulen und Leistungselektronik sicherzustellen.