L'épaisseur du substrat est l'une des décisions les plus discrètes dans l'emballage électronique et l'une des plus conséquentes.Al2O3 céramiquel'épaisseur est trop épaisse et le chemin thermique s'allonge, le module devient plus lourd et le coût augmente.support thermique et mécaniqueCe guide montre comment le choisir pour un vrai service électronique.
La question du client: "De quelle épaisseur ai- je besoin?"
Les acheteurs héritent souvent d'une épaisseur d'une conception précédente et ne la revisitent jamais.Substrate céramique à base d'alumineL'épaisseur n'est pas une propriété fixe du matériau, mais une variable de conception qui doit être dérivée à chaque fois que la tension, la puissance ou la taille du boîtier changent.
Qu'est-ce qui rend l'épaisseur
La décomposition diélectrique nécessite suffisamment de céramique pour survivre à la tension de travail avec une résistance diélectrique d'environ 15-16 kV/mm, voire 0.6 mm donne une résistance théorique de 9 kV environLa trajectoire thermique favorise un substrat mince, de sorte que la chaleur atteint rapidement la plaque de base; l'alumine conduit 24 à 25 W/m·K, de sorte que chaque millimètre supplémentaire ajoute de la résistance.Le support mécanique favorise l'épaisseur pour la rigidité et pour survivre au montage et au cycle thermiqueLe dernier chiffre est la section la plus mince qui répond toujours aux besoins en tension et en mécanique.
Comment choisir
- Calculer l'épaisseur minimale à partir de la tension de fonctionnement plus la marge de sécurité, en utilisant la résistance diélectrique réelle.
- Vérifiez le budget thermique: suffisamment mince pour maintenir la température de jonction dans la limite.
- Confirmer les tolérances de camber et de planéité ∙ les substrats minces déformés provoquent des défauts d'assemblage.
- Comparez la finition de surface au procédé de métallisation (chauffé, moulu ou poli).
- Vérifier la performance de rupture pendant l'assemblage, ce qui détermine souvent le minimum pratique.
Applications
Ces substrats sont utilisés pour les modules IGBT, les bases de résistances de puissance, les plaques de chauffage et l'isolation des relais à l'état solide.Plaques de substrat à résistance diélectrique de 96%, le96% de substrats Al2O3 pour les éléments chauffants, et lecéramique isolante à l'oxyde d'aluminiumla portée.
Spécification du substrat de référence
| Paramètre |
Valeur |
Base de données |
| Contenu en aluminium |
96% Al2O3 |
(P) |
| Résistance diélectrique |
15 à 16 kV/mm |
(P) |
| Conductivité thermique |
24 W/m·K |
(P) |
| Plage d'épaisseur |
0.25 ∼10 mm |
(P) |
| Tolérance d'épaisseur |
± 0,02 mm |
(P) |
| Camions |
00,1% maximum |
(P) |
| Taille maximale |
200 × 200 mm |
(P) |
| Résister à la tension de la pièce finale |
Confirmer par test hypoté |
(C) |
Clé de base: (P) spécification de la page du produit; (T) valeur typique; (C) à confirmer par un essai diélectrique sur le substrat fini.
Questions fréquentes
Je peux rendre le substrat plus fin pour améliorer le refroidissement?
Sous une certaine épaisseur, le substrat échoue au test d'hypotest ou se fissure lors de l'assemblage, de sorte que le gain thermique est perdu à la ferraille.
En quoi la camber affecte-t-elle les performances?
L'excès de camber empêche le substrat de s'asseoir à plat sur la plaque de base, ce qui crée des vides, des points chauds et des joints de soudure inégaux.
Une qualité de pureté plus élevée modifie-t-elle l'épaisseur?
La pureté modifie légèrement la constante diélectrique et la conductivité thermique, mais l'épaisseur est toujours réglée par la tension et le support mécanique;la qualité est choisie pour la propreté et la stabilité plutôt que pour l'épaisseur.
Le plancher de manutention
Il y a aussi un facteur d'emballage que les acheteurs découvrent souvent trop tard.Al2O3 céramiqueLe substrat est fragile en transit et en assemblage automatisé, de sorte que l'épaisseur minimale pratique est souvent fixée non pas par la théorie diélectrique mais par le rendement de manipulation.Exécuter un lot pilote à travers le processus réel de prise et de placement et de soudure révèle le plancher de rupture plus rapidement que tout calculL'épaisseur, en fin de compte, est la plus petite valeur qui satisfait la tension, la chaleur et la manutention ensemble.
Lectures connexes
Pour une comparaison plus large des matériaux derrière le choix du substrat, voirpourquoi l'Al2O3 est toujours leader sur le marché des substrats céramiquesetcomment les céramiques soutiennent l'emballage IGBT automobile.
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