Substrato isolante cerâmico SiC de alta pureza, resistência a altas temperaturas

Substrato isolante cerâmico SiC de alta pureza Resistente a altas temperaturas

Os substratos cerâmicos de carburo de silício (SiC) são materiais cerâmicos avançados fabricados por sinterização a alta temperatura de pó de SiC de alta pureza, apresentando uma condutividade térmica excepcional,alta resistência mecânicaComo um material semicondutor chave de terceira geração, os substratos cerâmicos de SiC são amplamente utilizados em eletrônicos de alta potência, dispositivos de RF, embalagens de LED,e sensores de alta temperaturaA sua combinação única de propriedades, incluindo elevada condutividade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica,e dureza extrema tornam-nas ideais para embalagens eletrónicas e soluções de gestão térmica em ambientes adversosEm comparação com os substratos tradicionais de alumina (Al2O3) ou nitruro de alumínio (AlN), os substratos cerâmicos de SiC demonstram um desempenho superior em altas temperaturas, alta frequência,e aplicações de alta potência, nomeadamente nos veículos eléctricos, nas comunicações 5G e nos sistemas aeroespaciais.

Características principais dos substratos cerâmicos de SiC

Substratos cerâmicos de SiC Aplicações primárias

1Eletrónica de Potência

• Inversores EV: substratos cerâmicos de SiC servem como dispersores de calor do módulo IGBT, reduzindo as temperaturas de funcionamento do chip em 20-30% e aumentando a eficiência de conversão de energia.
• Módulos de carregamento rápido: Substratos cerâmicos de SiC permitem plataformas de alta tensão de 800 V em pilhas de carregamento, reduzindo o tempo de carregamento e aumentando a confiabilidade.
• VFDs industriais: substituir substratos de AlN para enfrentar os desafios térmicos em sistemas de alta densidade de potência.

2Comunicações RF

• PAs da estação base 5G: a baixa perda dielétrica dos substratos cerâmicos SiC garante a integridade do sinal nas bandas de onda milimétricas, reduzindo o consumo de energia em 15%.
• Sistemas de radar: substratos cerâmicos de SiC utilizados em módulos T/R de matriz em fases para aplicações militares com exigências de alta frequência/alta temperatura.

3. Optoelectrónica

• Embalagens LED de alto brilho: substratos COB (Chip-on-Board) mitigam o decaimento do lúmen e melhoram a uniformidade do brilho.
• Displays micro-LED: Abordar o acúmulo térmico em micro-displays de alta densidade de pixels.

4Aeronáutica

• Sensores do motor: substratos cerâmicos de SiC suportam gases de escape a mais de 1000 °C para monitorização em tempo real do motor.
• Controle de potência do satélite: Manter um desempenho estável sob radiação cósmica e ciclos térmicos extremos (-150°C a +200°C).

5. Indústria de alta temperatura

• Placas de aquecimento por semicondutores: substratos cerâmicos de SiC fornecem aquecimento uniforme sem contaminação nos reatores MOCVD.
• Reator químico revestimentos: SiC substratos cerâmicos resistem a ácidos concentrados / álcalis, estendendo a vida útil 3-5x em comparação com metais.

6Defesa.

• Compósitos de blindagem: Leves (30% mais leves que o aço), mas ultra-duro para proteção de veículos.
• Radomas de mísseis: Transparência de onda excepcional sobrevive ao aquecimento aerodinâmico de Mach 5+.

1Q: Quais são as vantagens dos substratos cerâmicos de SiC em relação a materiais tradicionais como AlN ou Al2O3?
R: Os substratos cerâmicos de SiC oferecem condutividade térmica 3-5 vezes superior (até 270 W/mK), resistência mecânica superior (450 MPa versus 300 MPa de AlN) e resistência a temperaturas extremas (1600°C),tornando-os ideais para aplicações de alta potência.

2P: Por que a cerâmica SiC é usada em módulos de energia de veículos elétricos?
R: Sua condutividade térmica ultra-alta reduz as temperaturas do chip IGBT em 20-30%, melhorando significativamente a eficiência do inversor EV e a velocidade de carregamento, prolongando a vida útil dos componentes.

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