Spanish 
English 
German 
French Sustrato de nitruro de silicio
Sustrato de nitruro de silicio
Pureza: ≥99%
Sustrato de nitruro de silicio se sinteriza a 2000°C mediante una fórmula y un proceso especializados. Ofrece una estabilidad térmica excepcional, por lo que resulta ideal para dispositivos semiconductores de tercera generación que requieren una elevada disipación del calor y un encapsulado fiable. Con un excelente aislamiento eléctrico y resistencia mecánica, este sustrato garantiza un rendimiento duradero en aplicaciones exigentes, como la electrónica de potencia y los dispositivos microelectrónicos de alto rendimiento. Podemos suministrar sustrato de nitruro de silicio de alta calidad con diversas especificaciones y precios competitivos, ofreciendo soluciones personalizadas para satisfacer requisitos específicos.
O envíenos un correo electrónico a sales@heegermaterials.com.Hoja de datos del sustrato de nitruro de silicio
| Código de referencia: | HM2560 |
| Pureza: | ≥99% |
| Color: | Negro-gris |
| Fórmula química: | Si3N4 |
| Grados de material: | HMSN1000, HMSN2000, HMSN3000, HMSN4000 |
| Densidad: | 3,20 g/cm3 |
Descripción del sustrato de nitruro de silicio
El sustrato de nitruro de silicio es un material de alto rendimiento diseñado para aplicaciones avanzadas en las industrias electrónica y de semiconductores. Conocido por su excepcional estabilidad térmica, alta resistencia y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, este sustrato es ideal para su uso en dispositivos que requieren una disipación eficaz del calor y un aislamiento eléctrico fiable. Se sinteriza a altas temperaturas para conseguir una estructura densa, lo que garantiza su durabilidad en entornos exigentes. Los sustratos de nitruro de silicio se utilizan habitualmente en electrónica de potencia, sensores de alta temperatura y como sustratos para semiconductores de tercera generación, donde la gestión del calor y el aislamiento eléctrico son cruciales.
Especificaciones del sustrato de nitruro de silicio
| Producto | Espesor | Largo×Ancho |
| Sustrato Si3N4 | 0,254 mm | 190,0×138,0 mm (±1%) |
| 0,320 mm | ||
| 0,635 mm | ||
| 1.000 mm | 114,3×114,3 mm (±1%) |
Características del sustrato de nitruro de silicio
- Alta conductividad térmica: Ofrece un excelente rendimiento de disipación térmica, con valores de hasta 70 W/m-K, significativamente superiores a los de los sustratos de alúmina tradicionales.
- Compatibilidad con la expansión térmica: El coeficiente de expansión térmica (3,1×10-⁶/°C) es muy similar al de los chips de silicio, lo que reduce el estrés térmico y mejora la fiabilidad.
- Resistencia mecánica superior: Proporciona el doble de resistencia a la flexión que los sustratos de alúmina, por lo que es más resistente al agrietamiento bajo carga mecánica.
- Aislamiento eléctrico excepcional: Mantiene una alta resistencia de aislamiento y una baja pérdida dieléctrica, ideal para aplicaciones de alta tensión y alta frecuencia.
- Excelente resistencia al choque térmico: Puede soportar ciclos rápidos de temperatura de 0 a 200 °C durante miles de ciclos sin degradarse.
- Resistencia química y a la oxidación: Resiste a los ácidos, los álcalis y la oxidación, lo que garantiza una vida útil de hasta 10 años en entornos difíciles.
- Buena compatibilidad de metalización: Admite circuitos multicapa y envases miniaturizados y es adecuado para diseños compactos e integrados.
Aplicaciones del sustrato de nitruro de silicio
- Electrónica de potencia: Utilizados como sustratos para módulos IGBT y MOSFET, ofrecen una eficaz disipación del calor y aislamiento eléctrico en aplicaciones de alta potencia.
- Electrónica del automóvil: Ideal para inversores de vehículos eléctricos, unidades de control de LED y sistemas ECU gracias a su estabilidad térmica y resistencia mecánica.
- Sistemas aeroespaciales: Admite componentes electrónicos de alta fiabilidad que deben soportar tensiones térmicas y mecánicas extremas.
- Equipos de energías renovables: Aplicado en turbinas eólicas e inversores solares, donde el ciclo térmico a largo plazo y el aislamiento eléctrico son críticos.
- Automatización industrial: Integrado en sistemas de control y accionamiento que exigen sustratos de circuito duraderos y resistentes al calor.
Propiedades del material de nitruro de silicio
Grados del material de nitruro de silicio
HMSN1000 se produce mediante una técnica de sinterización por sobrepresión de gas, ampliamente reconocida por permitir la fabricación de piezas de nitruro de silicio de alta resistencia con formas intrincadas. El proceso comienza con una mezcla de polvo de nitruro de silicio que incluye aditivos de sinterización -como itria, óxido de magnesio o alúmina- para crear una fase líquida durante la sinterización, así como aglutinantes para mejorar la integridad estructural de la forma presinterizada. Tras moldear el polvo en la geometría deseada y realizar cualquier mecanizado en verde necesario, los componentes se densifican en un horno presurizado con nitrógeno. Este entorno garantiza una consolidación adecuada al tiempo que minimiza la pérdida de material debida a la evaporación o descomposición del silicio, el nitrógeno y los elementos aditivos.
Usos comunes
- Componentes para sistemas aeroespaciales
- Elementos rodantes y deslizantes en unidades de rodamientos
- Piezas de alta durabilidad para motores de combustión interna
- Herramientas y accesorios para fundición y transformación de metales
- Piezas estructurales en conjuntos mecánicos
- Elementos biocompatibles para productos sanitarios
El HMSN2000 se fabrica mediante una técnica de prensado en caliente, en la que el polvo de nitruro de silicio se compacta a alta presión y temperatura elevadas simultáneamente. Este método se basa en equipos especializados, que incluyen matrices de precisión y prensas uniaxiales. El resultado es una cerámica densa de gran resistencia y durabilidad. Sin embargo, el proceso es más adecuado para conformar geometrías básicas debido a las limitaciones del equipo. Dado que los componentes no pueden mecanizarse en estado presinterizado (verde), todo el postprocesado debe realizarse mediante rectificado con diamante, lo que lleva mucho tiempo y es costoso. En consecuencia, este método suele reservarse para la producción a pequeña escala de piezas sencillas en las que se requiere un rendimiento de material de primera calidad.
Usos comunes
- Piezas estructurales de aeronaves y naves espaciales
- Componentes de equipos y tuberías en industrias de transformación química
- Elementos resistentes a la fricción para motores
- Herramientas y piezas de desgaste utilizadas en entornos de fundición de metales
- Piezas portantes y de precisión en maquinaria industrial
- Piezas especializadas en instrumental médico y dental
HMSN3000 utiliza el proceso de prensado isostático en caliente (HIP), en el que el polvo de nitruro de silicio se compacta a alta presión y alta temperatura. El material se coloca en una cámara presurizada con gas inerte, sometiendo al componente a una presión uniforme desde todos los lados de hasta 2000 bares mientras se calienta simultáneamente. Este método ayuda a eliminar cualquier porosidad o defecto residual durante el proceso de sinterización, lo que da como resultado un material con una densidad cercana a su máximo teórico. Aunque el HIP mejora notablemente las propiedades mecánicas, la durabilidad y la fiabilidad general del material, el elevado coste y la complejidad del proceso limitan su uso a aplicaciones muy especializadas.
Usos comunes
- Componentes para la industria aeroespacial y de defensa
- Aplicaciones de rodamientos de precisión, especialmente en entornos de alto rendimiento
- Equipos y componentes de plantas químicas e industriales
- Piezas del motor sometidas a desgaste extremo y estrés térmico
- Herramientas de fundición y componentes resistentes al desgaste
- Piezas de alto rendimiento para sistemas de ingeniería mecánica
- Componentes médicos que requieren alta resistencia y biocompatibilidad
El HMSN4000 se produce mediante un proceso de sinterización por sobrepresión de gas extruido, en el que el polvo de nitruro de silicio se mezcla con aditivos de sinterización, como itria, óxido de magnesio y/o alúmina, para facilitar la sinterización en fase líquida. Además, se incorporan aglutinantes para mejorar las propiedades mecánicas de la estructura cerámica verde. El proceso de extrusión ayuda a dar al material la forma deseada y, a continuación, las piezas se someten a sinterización por sobrepresión de gas en un entorno controlado. Este método garantiza una densidad uniforme y unas prestaciones mecánicas superiores, por lo que resulta ideal para aplicaciones de alto rendimiento.
Usos comunes
- Componentes de la industria aeroespacial
- Rodamientos utilizados en maquinaria de alto rendimiento
- Equipos para plantas químicas y procesos industriales
- Piezas resistentes al desgaste para motores
- Componentes utilizados en las operaciones de fundición
- Piezas para sistemas de ingeniería mecánica
- Componentes médicos para instrumentos de alta precisión
Mecanizado de cerámica de nitruro de silicio
El nitruro de silicio puede mecanizarse en estado verde, galleta o totalmente sinterizado, cada uno con propiedades de mecanizado diferentes. En estado verde o galleta, es más fácil darle formas complejas, pero el material se contrae unos 20% durante la sinterización, lo que afecta a la precisión dimensional. Para obtener tolerancias estrechas, el nitruro de silicio totalmente sinterizado debe mecanizarse con herramientas de diamante, un proceso preciso pero costoso debido a la dureza y tenacidad del material.
Métodos de mecanizado y consideraciones:
- Mecanizado en verde o galleta: Más fácil de mecanizar en formas complejas, pero carece de precisión dimensional final.
- Contracción por sinterización: El material se contrae aproximadamente 20% durante el proceso de sinterización, lo que afecta a las dimensiones posteriores a la sinterización.
- Tolerancias ajustadas: Para obtener dimensiones precisas, el material postsinterizado debe mecanizarse con herramientas de diamante.
- Rectificado con diamante: Esta técnica implica el uso de herramientas o ruedas recubiertas de diamante para desgastar el material y conseguir la forma deseada.
- Coste y tiempo: El mecanizado de nitruro de silicio totalmente denso es un proceso lento y costoso debido a la dureza y tenacidad del material.
Envases cerámicos de nitruro de silicio
Los productos cerámicos de nitruro de silicio suelen envasarse en bolsas selladas al vacío para evitar la humedad o la contaminación y se envuelven con espuma para amortiguar las vibraciones y los impactos durante el transporte, lo que garantiza la calidad de los productos en su estado original.
Descargar
Solicitar presupuesto
Lo comprobaremos y le responderemos en 24 horas.
