Sustratos Cerámicos de Silicon Nitride soportan y aíslan un circuito electrónico. Son la base sobre la que se deposita un patrón de conductor, por lo que la superficie es el producto.
Los sustratos de nitruro de silicio son la opción para módulos de potencia sometidos a ciclos intensos, como inversores de tracción y automoción. Combinan una conductividad útil con la tenacidad de 6-8 MPa·m½ necesaria para sobrevivir al ciclo térmico sobre una unión de cobre.
El nitruro de silicio combina una alta resistencia de 700-900 MPa con una tenacidad de 6-8 MPa·m½ a solo 3.2 g/cm³. Sobrevive al choque térmico que agrieta la mayoría de las cerámicas, resiste metales fundidos no férreos, y su grano fino permite acabados de grado rodamiento.
Es una de las opciones más costosas, y a diferencia de SiC su conductividad térmica es modesta, 25-35 W/m·K, por lo que se especifica por su fiabilidad mecánica más que por la disipación de calor.
Especificaciones
| Espesor | 0.25-2.0 mm |
| Tamaño máximo | hasta 200×200 mm |
| Tolerancia de espesor | ±0.02 mm |
| Comba | por debajo del 0.1% de la longitud |
| Acabado superficial | Ra 0.2-0.8 µm |
| Vías | taladradas o corte por láser, desde 0.1 mm |
| Metalización | película gruesa, película fina o DBC disponibles |
Especificaciones deSilicon Nitride
| Composición | Gas-pressure sintered silicon nitride |
| Densidad | 3.20-3.25 g/cm³ |
| Dureza Vickers | 1500-1600 HV |
| Resistencia a la flexión | 700-900 MPa |
| Tenacidad de fractura | 6-8 MPa·m½ |
| Temperatura máxima de servicio | 1000°C (1200°C corto plazo) |
| Conductividad térmica | 25-35 W/m·K |
| Dilatación térmica (20-1000°C) | 3.2 ×10⁻⁶/K |
Mecanizado y tolerancias
Los sustratos se colan en cinta o se laminan hasta el espesor, se cuecen y luego se lapean o rectifican hasta el calibre final. Los vías se taladran o cortan con láser, y donde un circuito lo requiere la superficie se metaliza con película gruesa, película fina o cobre unido directo antes de la entrega.
Dónde se utiliza
- Placas base de módulos de potencia e IGBT
- Sustratos de adhesión de die de LED y alta luminosidad
- Portadores de circuito RF y microondas
- Bases de sensor y elemento calefactor
- Sustitución de sustrato de metal aislado en conversión de potencia
Preguntas frecuentes
¿Qué material de sustrato debo elegir?
Alúmina para uso general y menor coste, nitruro de aluminio donde hay que mover el calor, y nitruro de silicio donde el circuito sufre ciclos térmicos y carga mecánica. Basamos la elección en el flujo de calor y el ciclo de servicio y no solo en la conductividad.
¿Suministran sustratos metalizados?
Sí. Están disponibles película gruesa, película fina y cobre unido directo, y podemos suministrar la pieza en bruto o el panel metalizado terminado según su proceso.