Sustratos cerámicos de nitruro de silicio de baja pérdida dieléctrica y alta resistencia — La opción preferida para el empaquetado de semiconductores de próxima generación

A medida que las tecnologías de SiC (carburo de silicio) y GaN (nitruro de galio) continúan transformando la industria de la electrónica de potencia, la demanda de materiales de embalaje confiables y de alto rendimiento está aumentando. Los sustratos cerámicos de nitruro de silicio (Si₃N₄), que presentan baja pérdida dieléctrica, alta resistencia de aislamiento y una tenacidad mecánica excepcional, se han convertido en la mejor opción para aplicaciones avanzadas de módulos de potencia.

Fabricado con polvo de Si₃N₄ de alta pureza y sinterizado por encima de 2000°C, el sustrato cerámico de nitruro de silicio logra una constante dieléctrica inferior a 8 y una tangente de pérdida (tanδ) <0.001, lo que garantiza una pérdida de energía mínima a altas frecuencias. Con una resistencia a la flexión que supera los 800 MPa y una resistencia excepcional al choque térmico, el sustrato mantiene la integridad estructural incluso en condiciones de ciclo térmico severas.

Para módulos semiconductores de alta potencia como IGBT, MOSFET y dispositivos SiC, la baja propiedad dieléctrica garantiza una transmisión eficiente de la señal, mientras que la alta resistencia mecánica mejora la confiabilidad y la resistencia a la vibración. En comparación con la alúmina y el nitruro de aluminio, los sustratos de Si₃N₄ combinan una alta conductividad térmica (>80W/m·K) con una tenacidad a la fractura superior, lo que los hace ideales para sistemas de accionamiento de vehículos eléctricos, unidades de control de tracción ferroviaria y módulos de carga rápida.

Hoy en día, los sustratos cerámicos de nitruro de silicio se utilizan ampliamente en sistemas de control de motores de nueva energía, inversores industriales, módulos de conversión de potencia y amplificadores de estaciones base 5G, proporcionando un aislamiento estable y una disipación de calor efectiva. Con su equilibrio inigualable de rendimiento térmico, eléctrico y mecánico, los sustratos de Si₃N₄ están redefiniendo los estándares del embalaje de semiconductores de próxima generación.