Sustratos Cerámicos de Aluminium 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 aluminio se usan donde el flujo de calor es el factor limitante, en módulos IGBT, dispositivos de potencia RF y matrices de LED de alta luminosidad. La conductividad de 170-200 W/m·K elimina el calor que de otro modo estrangularía el dispositivo.
El nitruro de aluminio es la cerámica de gestión térmica. Su conductividad de 170-200 W/m·K rivaliza con los metales mientras el material sigue siendo aislante eléctrico, y su dilatación de 4.5 ×10⁻⁶/K se acerca a la del silicio, lo que explica que sustente los sustratos de electrónica de potencia.
Se degrada en condiciones húmedas o alcalinas salvo que se proteja, su resistencia a la flexión de 300-350 MPa es solo moderada, y cuesta bastante más que la alúmina.
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 deAluminium Nitride
| Composición | Aluminium nitride |
| Densidad | 3.26 g/cm³ |
| Dureza Vickers | 1100-1200 HV |
| Resistencia a la flexión | 300-350 MPa |
| Tenacidad de fractura | 2.5-3.5 MPa·m½ |
| Temperatura máxima de servicio | 1000°C |
| Conductividad térmica | 170-200 W/m·K |
| Dilatación térmica (20-1000°C) | 4.5 ×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.