Substrati ceramici in nitruro di silicio a bassa perdita dielettrica e alta resistenza — La scelta preferita per il packaging dei semiconduttori di prossima generazione

Poiché le tecnologie del SiC (carburo di silicio) e del GaN (nitruro di gallio) continuano a rimodellare l'industria dell'elettronica di potenza, la domanda di materiali di imballaggio affidabili e ad alte prestazioni è in aumento.Substrati ceramici di nitruro di silicio (Si3N4), caratterizzati da basse perdite dielettriche, elevata resistenza isolante e eccezionale resistenza meccanica, sono diventati una scelta privilegiata per applicazioni avanzate di moduli di potenza.

Prodotto da polvere di Si3N4 di alta purezza e sinterizzato a temperature superiori a 2000 °C, il substrato ceramico del nitruro di silicio raggiunge una costante dielettrica inferiore a 8 e una tangente di perdita (tanδ) < 0.001, garantendo una minima perdita di energia alle alte frequenze, con una resistenza alla piegatura superiore a 800 MPa e un'eccellente resistenza agli urti termici,il substrato mantiene l'integrità strutturale anche in condizioni difficili di ciclo termico.

Per i moduli semiconduttori ad alta potenza come IGBT, MOSFET e dispositivi SiC, la bassa proprietà dielettrica garantisce una trasmissione efficiente del segnale,mentre l'alta resistenza meccanica aumenta l'affidabilità e la resistenza alle vibrazioniRispetto all'alumina e al nitruro di alluminio, i substrati Si3N4 combinano un'elevata conducibilità termica (> 80 W/m·K) con una resistenza alla frattura superiore, rendendoli ideali per i sistemi di propulsione di veicoli elettrici,unità di controllo della trazione ferroviaria, e moduli di ricarica rapida.

Oggi, i substrati ceramici al nitruro di silicio sono ampiamente utilizzati nei sistemi di controllo dei motori a nuova energia, negli inverter industriali, nei moduli di conversione di potenza e negli amplificatori delle stazioni base 5G,fornire un isolamento stabile e un'efficace dissipazione del caloreCon il loro ineguagliabile equilibrio di prestazioni termiche, elettriche e meccaniche, i substrati Si3N4 stanno ridefinendo gli standard della prossima generazione di imballaggi per semiconduttori.