Se sei alle prese con la gestione del calore nell'elettronica di potenza, il substrato ceramico al nitruro di alluminio di NBRAM è la tua risposta. Abbiamo visto questi substrati gestire una conduttività termica di oltre 200 W/mK in applicazioni reali, mantenendo i LED ad alta potenza e i moduli RF al fresco sotto pressione. Quando ti rifornisci da NBRAM, ottieni substrati che effettivamente sopravvivono ai cicli termici senza rompersi, qualcosa che vorrei che più fornitori potessero offrire.
Nel corso della mia carriera, probabilmente ho specificato un numero sufficiente di substrati ceramici per piastrellare un piccolo bagno, ma il nitruro di alluminio di NBRAM è quello che raramente mi dà mal di testa. A differenza di alcuni materiali che promettono il massimo ma offrono poco, questo substrato fa effettivamente quello che promette: gestisce il calore in modo efficace fornendo allo stesso tempo un solido isolamento elettrico. È diventato il nostro punto di riferimento per le applicazioni in cui la gestione termica non può essere un ripensamento.
Nel 2019, quando stavamo sviluppando un nuovo inverter di potenza, abbiamo bruciato tre diversi materiali di substrato prima di provare il substrato ceramico in nitruro di alluminio di NBRAM. La differenza stava nel giorno e nella notte: mentre gli altri si rompevano sotto lo stress termico, questi resistevano. La loro salsa segreta? Perfetto abbinamento CTE con chip di silicio e composizione non tossica. Ora li utilizziamo nei moduli automobilistici dove le temperature oscillano quotidianamente da -40°C a 150°C.
Ricordo di aver camminato nella camera bianca di NBRAM la primavera scorsa: l'odore dell'azoto e il ronzio delle apparecchiature di precisione. Iniziano con una polvere così pura che potresti quasi mangiarla (non provarci), quindi usano la fusione su nastro che è più arte che scienza. La sinterizzazione a 1850°C in azoto non è solo un numero; è ciò che dà la struttura cristallina che gestisce il calore come un campione. Ciò che mi ha colpito è stata l'ispezione finale: rifiutano i substrati con imperfezioni anche a livello di micron.
Ecco il nocciolo della questione del substrato ceramico in nitruro di alluminio di NBRAM: conduttività termica che nella pratica raggiunge 170-230 W/mK (non solo sulla carta), rigidità dielettrica superiore a 15 kV/mm che abbiamo testato fino al cedimento e resistività di volume >10¹⁴ Ω•cm che mantiene trascurabili le correnti di dispersione. Disponibili con spessori da 0,25 mm a 3,0 mm: in genere utilizziamo 0,63 mm per la maggior parte dei moduli di potenza. Finitura superficiale fino a Ra 0,1μm quando è necessario un incollaggio molto stretto.
