Zirkonoxid verstärkte Aluminiumoxid Substrate

Neu ab 2023: Substrate aus Zirkonoxid verstärktem Aluminiumoxid (Rubalit® ZTA) begeistern durch ihre hohe Biegefestigkeit (625MPa), eine erhöhte Zuverlässigkeit (Thermocycling) sowie eine Durchschlagfestigkeit von AC: ≥ 25 kV/mm. Eingesetzt wird ZTA in industriellen Anwendungen, in xEV (Elektrofahrzeugen) sowie im Bereich der erneuerbaren Energien.

Substrate aus Zirkonoxid verstärktem Aluminiumoxid vor einem Blitz.

Im Mai 2023 wurde das umfassende Produktportfolio von CeramTec um das Substrat Rubalit® ZTA ergänzt. ZTA ist eine Mischkeramik – bestehend aus Aluminiumoxid-Keramik, welche wiederum mit Zirkonoxid-Partikeln verstärkt ist. Durch diese Verbindung konnten die Eigenschaften von reinem Aluminiumoxid verbessert werden. Eine gesteigerte Bruchzähigkeit, Biegefestigkeit und Durchschlagsfestigkeit machen das Substrat Rubalit® ZTA widerstandsfähiger gegen mechanische Belastung.

Die thermische Leitfähigkeit liegt bei mehr als 26 W/mK und die Durchschlagfestigkeit erreicht 25 kV/mm. Damit ist Rubalit® ZTA beispielsweise gängigen PCB-Materialien deutlich überlegen. Seine Wärmeleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und Isolationsfähigkeit machen das Substrat auch zu einem idealen Material für den Einsatz in passiven Bauelementen oder Chipwiderständen.

Interesse geweckt? Warum Hersteller von Leistungselektronik das neue Keramiksubstrat Rubalit® ZTA benötigen, erklärt David Hassler, Produkt Manager Electronics bei CeramTec, im Kurz-Interview.

Ein Elektroauto fährt über eine bergige Landstraße mit Windkraftanlagen im Hintergrund.

Rubalit® ZTA - Performance für die Energiewende

Technische Werte & Parameter

Physikalische Eigenschaften

Dichte: > 3,95 g/cm3

Eigenschaften der Oberfläche

Ra-Wert: < 0,4 µm

Mechanische Eigenschaften

Biegefestigkeit (Doppelring): 625 MPa
E-Modul: 310 GPa
Vickershärte: nicht angegeben

Thermische Eigenschaften

WAK: ≥ 7,1 (≥ 8,0) 10-6/K bei 20-300°C (300-600°C)
Spezifische Wärmekapazität bei 20°C: 0,62 J/gK
Wärmeleitfähigkeit bei 20°C: ≥ 21,0 W/mK

Elektrische Eigenschaften

Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz: 12
Dielektrischer Verlustfaktor bei 1 MHz: 10 10-3
Durchgangswiderstand bei 25 °C: 1014 Ohm cm
Durchschlagfestigkeit: ≥ 20 kV/mm

Geometrie

5,5 "x7,5" x 0,013" (190,5 x 138 x 0,32mm)

Substrat wie gebrannt:

Längen- und Breitentoleranz: +/- 1,5%
Toleranz der Dicke: +/- 12,5%

Download Datenblatt

Substrat Datenblatt: Zirkonoxid verstärktes Aluminiumoxid ZTA (engl.)

792 KB, pdf

Keramik-Substrate Einsatzbereiche

Auflistung der Materialien und Märkte der CeramTec Substrat-Lösungen

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CeramTec Substrate im Vergleich

Werkstoff	Biegefestigkeit [Mpa]	CTE [10^-6/K]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]	Durchschlagfestigkeit [kV/mm]
Al₂O₃	450	6 - 9	22	15
AlN	450	4 - 6	170	15
ZTA	625	7 - 9	21	25

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