Zirkonoxid verstärkte Aluminiumoxid Substrate
Substrate aus Zirkonoxid verstärktem Aluminiumoxid (Rubalit® ZTA) begeistern durch ihre hohe Biegefestigkeit (700 MPa), eine erhöhte Zuverlässigkeit (Thermocycling) sowie eine Durchschlagfestigkeit von AC/DC: ≥ 25 kV/mm. Eingesetzt wird ZTA in industriellen Anwendungen, in xEV (Elektrofahrzeugen) sowie im Bereich der erneuerbaren Energien.
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 27 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.
Technische Werte & Parameter
Physikalische Eigenschaften
- Dichte: ≥ 4,0 g/cm3
Eigenschaften der Oberfläche
- Ra-Wert: ≤ 0,4 µm
Mechanische Eigenschaften
- Biegefestigkeit DR Sigma 0 (3-Punkt-Methode): ≥ 700 MPa
- Bruchzähigkeit (IF Methode): ≥ 3,5 MPa*√m
- E-Modul: ≥ 310 GPa
- Vickershärte: nicht angegeben
Thermische Eigenschaften
- CTE: 100-800°C: +/- 6,9 -10,3 10-6/K
- Spezifische Wärmekapazität bei 25°C: ≥ 0,72 J/gK
- Wärmeleitfähigkeit bei 20°C: 27,0 W/mK (+/-10% Messabweichungen möglich)
Elektrische Eigenschaften
- Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz: +/- 10,2
- Dielektrischer Verlustfaktor bei 1 MHz: ≤ 2 (10-3)
- Durchgangswiderstand bei 20 °C: ≥ 1014 Ω cm
- Durchschlagfestigkeit: ≥ 25 kV/mm
Geometrie
- Standard Größe: 7,5“ x 5,5“ (+/- 1,2%)
- Dicke: 0,25/0,32/0,5/0,63 (+/- 10%)
- Wölbung: 0,2 - 0,6 %
Substrat wie gebrannt:
- Längen- und Breitentoleranz: +/- 1,5%
- Toleranz der Dicke: +/- 12,5%
Interesse geweckt? Warum Hersteller von Leistungselektronik das neue Keramiksubstrat Rubalit® ZTA benötigen, erklärt David Hassler, Produkt Manager E-Mobility bei CeramTec, im Kurz-Interview.
