German 
English 
French 
Russian 
Korean 
Japanese 
Turkish Vergleich von drei gängigen Keramiksubstraten
Keramische Substrate werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften in verschiedenen Hochleistungsanwendungen eingesetzt. Unter ihnen sind Aluminiumnitrid (AlN), 96%-Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Siliziumnitrid (Si₃N₄) die am häufigsten verwendeten keramischen Substrate in der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt und in Leistungsgeräten. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Vergleich ihrer Leistung, Eigenschaften und Anwendungen und hilft Ingenieuren und Designern, das richtige Keramiksubstrat für ihre Bedürfnisse auszuwählen.
Vergleich der mechanischen Eigenschaften
Keramische Substrate müssen mechanischen Belastungen in verschiedenen Umgebungen standhalten, weshalb Biegefestigkeit, Härte und Bruchzähigkeit entscheidende Faktoren sind.
| Eigentum | Aluminiumnitrid (AlN) | 96% Tonerde (Al₂O₃) | Siliziumnitrid (Si₃N₄) |
|---|---|---|---|
| Biegefestigkeit (MPa) | 350 | 350 | 800 (Vorgesetzter) |
| Härte (HV) | 1150 | 1600 (Härteste) | 1500 |
| Bruchzähigkeit (MPa-m¹/²) | 4.0 | 3.2 | 7.0 (am besten für Schlagfestigkeit) |
Vergleich der thermischen Eigenschaften
Wärmeleitfähigkeit und -ausdehnung sind entscheidend für die Wärmeableitung und thermische Stabilität in elektronischen Anwendungen.
| Eigentum | Aluminiumnitrid (AlN) | 96% Tonerde (Al₂O₃) | Siliziumnitrid (Si₃N₄) |
|---|---|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/m-K) | 170 (Ausgezeichnet) | 22 | 25 |
| Wärmeausdehnung (×10-⁶/K) | 5.0 | 7.0 | 3.0 (Niedrigste) |
| Maximale Betriebstemperatur (℃) | 1000 | 1500(Höchste) | 1200 |
Vergleich der elektrischen Eigenschaften
Elektrische Isolierung und dielektrische Eigenschaften beeinflussen die Leistung von Leiterplatten und Halbleiterkomponenten.
| Eigentum | Aluminiumnitrid (AlN) | 96% Tonerde (Al₂O₃) | Siliziumnitrid (Si₃N₄) |
|---|---|---|---|
| Dielektrizitätskonstante | 8.8 | 9.5 | 8.2 |
| Dielektrischer Verlust (×10-³) | 2.0 | 3.0 | 1.5 (Niedrigste) |
| Volumenwiderstand (Ω-cm) | 10¹³ | 10¹⁴ (Beste Isolierung) | 10¹² |
Wichtigster Leistungsvergleich
Nachfolgend finden Sie eine Vergleichstabelle der wichtigsten Eigenschaften der drei Keramiksubstrate, aus der Sie schnell die Unterschiede in der jeweiligen Leistung erkennen können.
Anwendungen von keramischen Substraten
Jedes keramische Substrat eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend für verschiedene Branchen:
Aluminiumnitrid (AlN)-Keramiksubstrat
96% Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramisches Substrat
Siliziumnitrid (Si₃N₄)-Keramik-Substrat
Vergleich der wichtigsten Verwendungszwecke von Keramiksubstraten
| Anwendungsbereiche | Aluminiumnitrid (AlN) | 96% Tonerde (Al₂O₃) | Siliziumnitrid (Si₃N₄) |
|---|---|---|---|
| Leistungselektronische Module | ⭐⭐⭐⭐⭐ (Hervorragend, aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit) | ⭐⭐ (Schlechte Wärmeleitfähigkeit) | ⭐⭐⭐⭐ (besser, stoßfest) |
| LED-Verpackungssubstrate | ⭐⭐⭐⭐⭐ (Hohe Wärmeleitfähigkeit) | ⭐⭐ (Schlechte Wärmeleitfähigkeit) | ⭐⭐⭐ (gute Stoßfestigkeit) |
| RF/Mikrowellen-Substrate | ⭐⭐⭐⭐⭐ (geringer dielektrischer Verlust) | ⭐⭐⭐ (Allgemeine Anwendung) | ⭐⭐⭐⭐ (Hohe Zuverlässigkeit) |
| IC-Verpackungssubstrate | ⭐⭐⭐⭐⭐ (thermische Ausdehnung passend zu Silizium) | ⭐⭐ (Ungleichgewicht der thermischen Ausdehnung) | ⭐⭐⭐⭐ (Hohe Zuverlässigkeit) |
| Luft- und Raumfahrt | ⭐⭐⭐⭐ (Hochleistungsanwendung) | ⭐⭐⭐ (im Allgemeinen hitzebeständig) | ⭐⭐⭐⭐⭐ (schlagfest, hochtemperaturbeständig) |
| Kfz-Elektronik | ⭐⭐⭐⭐ (hohe Wärmeableitung, einige Anwendungen) | ⭐⭐⭐ (kostengünstig, verbreitet) | ⭐⭐⭐⭐⭐ (schlagfest, hochtemperaturbeständig) |
| Industrielle Heizungssubstrate | ⭐⭐⭐⭐ (hochtemperaturbeständig) | ⭐⭐⭐⭐⭐ (hohe Temperaturbeständigkeit, niedrige Kosten) | ⭐⭐⭐⭐⭐ (extrem hohe Hitzebeständigkeit) |
Schlussfolgerung: Welches Keramiksubstrat sollten Sie wählen?
Durch das Verständnis der Leistungsunterschiede zwischen AlN-, Al₂O₃- und Si₃N₄-Keramiksubstraten können Ingenieure und Hersteller die Materialauswahl für eine verbesserte Leistung und Langlebigkeit optimieren.
Für kundenspezifische Präzisionskeramiksubstrate besuchen Sie Great Ceramic und entdecken Sie unsere fortschrittliche technische Keramik!
