Üç yaygın seramik alt tabakanın karşılaştırılması

Seramik alt tabakalar, mükemmel mekanik, termal ve elektriksel özellikleri nedeniyle çeşitli yüksek performanslı uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar arasında alüminyum nitrür (AlN), 96% alümina (Al₂O₃) ve silikon nitrür (Si₃N₄) seramik alt tabakalar elektronik, havacılık ve güç cihazlarında en yaygın kullanılan malzemelerdir. Bu makale, mühendislerin ve tasarımcıların ihtiyaçları için doğru seramik alt tabakayı seçmelerine yardımcı olmak üzere performansları, özellikleri ve uygulamalarının kapsamlı bir karşılaştırmasını sunmaktadır.

Seramik Yüzey & Seramik Levha

Mekanik Özellik Karşılaştırması

Seramik yüzeylerin çeşitli ortamlarda mekanik gerilimlere dayanması gerekir, bu da eğilme mukavemeti, sertlik ve kırılma tokluğunu kritik faktörler haline getirir.

Mülkiyet Alüminyum Nitrür (AlN) 96% Alümina (Al₂O₃) Silisyum Nitrür (Si₃N₄)
Eğilme Dayanımı (MPa) 350 350 800 (Üstün)
Sertlik (HV) 1150 1600 (En zoru) 1500
Kırılma Tokluğu (MPa-m¹/²) 4.0 3.2 7.0 (Darbe direnci için en iyisi)
  • Mekanik Dayanım için En İyisi: Silikon nitrür seramik substrat, üstün kırılma tokluğu ve eğilme mukavemeti sayesinde yüksek stresli ortamlar için idealdir.

Termal Özellik Karşılaştırması

Termal iletkenlik ve genleşme, elektronik uygulamalarda ısı dağılımı ve termal kararlılık için çok önemlidir.

Mülkiyet Alüminyum Nitrür (AlN) 96% Alümina (Al₂O₃) Silisyum Nitrür (Si₃N₄)
Termal İletkenlik (W/m-K) 170 (Mükemmel) 22 25
Termal Genleşme (×10-⁶/K) 5.0 7.0 3.0 (En düşük)
Maksimum Çalışma Sıcaklığı (℃) 1000 1500(En yüksek) 1200
  • Isı Dağıtımı için En İyisi: Alüminyum nitrür seramik alt tabaka en yüksek termal iletkenliğe sahiptir, bu da onu güç elektroniği ve LED uygulamaları için ideal hale getirir.

Elektriksel Özellik Karşılaştırması

Elektrik yalıtımı ve dielektrik özellikler devre kartlarının ve yarı iletken bileşenlerin performansını etkiler.

Mülkiyet Alüminyum Nitrür (AlN) 96% Alümina (Al₂O₃) Silisyum Nitrür (Si₃N₄)
Dielektrik Sabiti 8.8 9.5 8.2
Dielektrik Kayıp (×10-³) 2.0 3.0 1.5 (En düşük)
Hacim Özdirenci (Ω-cm) 10¹³ 10¹⁴ (En İyi Yalıtım) 10¹²
  • Elektrik İzolasyonu için En İyisi: 96% alümina seramik substrat en yüksek hacim direncini sağlayarak yüksek voltaj uygulamaları için idealdir.

Ana performans karşılaştırması

Aşağıda, her bir performanstaki farklılıkları hızlı bir şekilde görebilen üç seramik alt tabakanın ana özelliklerinin bir karşılaştırma tablosu bulunmaktadır.

Seramik Malzeme Karşılaştırması

Seramik Yüzeylerin Uygulamaları

Özelliklerine bağlı olarak, her seramik alt tabaka farklı endüstrilerde üstünlük sağlar:

Alüminyum Nitrür (AlN) Seramik Substrat

  • En iyi kullanım alanı: Yüksek güçlü elektronikler, LED'ler ve termal yönetim sistemleri

  • Uygulamalar: Güç modülleri, yarı iletken ambalajlar, mikrodalga devreleri

  • Neden? Yüksek ısı iletkenliği ve iyi elektrik yalıtımı

96% Alümina (Al₂O₃) Seramik Substrat

  • En iyi kullanım alanı: Genel amaçlı elektronik devreler ve yalıtım malzemeleri

  • Uygulamalar: PCB alt tabakaları, sensör bileşenleri, izolatörler

  • Neden? Mükemmel elektrik yalıtımı, yüksek kimyasal direnç

Silikon Nitrür (Si₃N₄) Seramik Substrat

  • En iyi kullanım alanı: Mekanik dayanıklılık gerektiren zorlu ortamlar

  • Uygulamalar: Havacılık ve uzay, otomotiv motor bileşenleri, yüksek sıcaklık elektroniği

  • Neden? Üstün kırılma tokluğu, yüksek termal şok direnci

Seramik yüzeylerin ana kullanım alanlarının karşılaştırılması

Uygulama Alanları Alüminyum Nitrür (AlN) 96% Alümina (Al₂O₃) Silisyum Nitrür (Si₃N₄)
Güç Elektroniği Modülleri ⭐⭐⭐⭐⭐ (Yüksek ısı iletkenliği nedeniyle mükemmel) ⭐⭐ (Zayıf termal iletkenlik) ⭐⭐⭐⭐ (daha iyi, darbeye dayanıklı)
LED Ambalaj Yüzeyleri ⭐⭐⭐⭐⭐ (Yüksek ısı iletkenliği) ⭐⭐ (Zayıf termal iletkenlik) ⭐⭐⭐ (iyi darbe direnci)
RF/Mikrodalga Yüzeyler ⭐⭐⭐⭐⭐ (düşük dielektrik kaybı) ⭐⭐⭐ (Genel uygulama) ⭐⭐⭐⭐ (Yüksek güvenilirlik)
IC Paketleme Yüzeyleri ⭐⭐⭐⭐⭐ (silikonla eşleşen termal genleşme) ⭐⭐ (Termal genleşme uyumsuzluğu) ⭐⭐⭐⭐ (Yüksek güvenilirlik)
Havacılık ve Uzay ⭐⭐⭐⭐ (Yüksek performanslı uygulama) ⭐⭐⭐ (genellikle ısıya dayanıklı) ⭐⭐⭐⭐⭐ (darbeye dayanıklı, yüksek sıcaklığa dayanıklı)
Otomotiv Elektroniği ⭐⭐⭐⭐ (yüksek ısı dağılımı, bazı uygulamalar) ⭐⭐⭐ (düşük maliyetli, yaygın) ⭐⭐⭐⭐⭐ (darbeye dayanıklı, yüksek sıcaklığa dayanıklı)
Endüstriyel Isıtma Yüzeyleri ⭐⭐⭐⭐ (yüksek sıcaklığa dayanıklı) ⭐⭐⭐⭐⭐ (yüksek sıcaklık direnci, düşük maliyet) ⭐⭐⭐⭐⭐ (son derece yüksek ısı direnci)

Sonuç: Hangi Seramik Alt Tabakayı Seçmelisiniz?

  • Isı dağıtımı ve yüksek güçlü elektronikler için → Alüminyum nitrür seramik alt tabaka

  • Yüksek elektrik yalıtımı ve genel kullanım için → 96% alümina seramik alt tabaka

  • Aşırı mekanik stres ve zorlu ortamlar için → Silikon nitrür seramik alt tabaka

Mühendisler ve üreticiler AlN, Al₂O₃ ve Si₃N₄ seramik alt tabakalar arasındaki performans farklılıklarını anlayarak daha iyi performans ve uzun ömür için malzeme seçimini optimize edebilirler.

Özelleştirilmiş hassas seramik yüzeyler için Great Ceramic'i ziyaret edin ve gelişmiş teknik seramiklerimizi keşfedin!