Tubo filettato in ceramica al nitruro di alluminio

Tubo filettato in ceramica al nitruro di alluminio è un componente ceramico tubolare, cavo e filettato esternamente, realizzato in nitruro di alluminio ad alte prestazioni mediante una lavorazione di precisione. È stato progettato specificamente per risolvere i problemi di dissipazione del calore e di isolamento dei moduli di potenza a semiconduttore di terza generazione (come il nitruro di gallio GaN e il carburo di silicio SiC). Grazie alla sua eccellente conducibilità termica, all'isolamento elettrico affidabile e all'eccezionale resistenza strutturale, è diventato una soluzione rivoluzionaria per la gestione della dissipazione del calore dei dispositivi elettronici ad alta densità di potenza.

Il vantaggio principale del prodotto: Perché scegliere il tubo filettato in ceramica al nitruro di alluminio?
I tubi filettati in ceramica al nitruro di alluminio combinano le caratteristiche del materiale stesso e un design strutturale unico, con i seguenti insostituibili vantaggi:

1. Massima capacità di gestione termica
   Conducibilità termica elevatissima: La conducibilità termica della ceramica di nitruro di alluminio può raggiungere 170-230 W/(m - K), pari a 8-10 volte quella della ceramica di ossido di alluminio e paragonabile all'alluminio metallico. In questo modo, il calore può essere condotto rapidamente dal nucleo riscaldante (come il substrato del chip) al dissipatore di calore o alla piastra fredda, riducendo notevolmente la temperatura del punto caldo.
   Basso coefficiente di espansione termica: Il suo coefficiente di espansione termica (~4,5 × 10 -⁶/℃) si adatta bene ai chip dei semiconduttori (come il silicio e il carburo di silicio) e ai materiali di substrato comunemente utilizzati, riducendo efficacemente le sollecitazioni causate dai cicli termici e migliorando l'affidabilità a lungo termine del modulo.
2. Eccellente isolamento elettrico e prestazioni meccaniche
   Elevata resistenza all'isolamento: Ha eccellenti prestazioni di isolamento elettrico, con una resistività di volume superiore a 10 ¹⁴Ω- cm, in grado di isolare efficacemente gli alti potenziali e di garantire il funzionamento sicuro dei moduli di potenza in ambienti ad alta tensione.
   Elevata resistenza meccanica: elevata resistenza alla flessione, elevata durezza, in grado di sopportare la coppia durante l'installazione e le vibrazioni meccaniche durante il funzionamento dell'apparecchiatura, struttura stabile e durevole.
   Resistenza alla corrosione e all'erosione da plasma: Stabile alla maggior parte delle soluzioni acide e alcaline e in grado di resistere agli ambienti al plasma, è adatto alle attrezzature industriali e di produzione dei semiconduttori.
3. Design innovativo della struttura del filo
   Aumento dell'area di contatto effettiva: La struttura filettata aumenta significativamente l'area di contatto tra il tubo ceramico e le parti metalliche esterne di dissipazione del calore (come i dissipatori di calore o le piastre fredde), rompendo il collo di bottiglia della resistenza termica delle interfacce lisce tradizionali e migliorando l'efficienza della conduttività termica di oltre 30%.
   Realizza un forte bloccaggio meccanico: Il design della filettatura esterna consente di avvitare direttamente i componenti metallici di dissipazione del calore con filettatura interna, formando un solido collegamento meccanico senza la necessità di un adesivo aggiuntivo, evitando problemi di invecchiamento e garantendo una pressione di contatto continua, una minore resistenza termica dell'interfaccia e una maggiore stabilità.

Problemi chiave risolti e scenari applicativi
I tubi filettati in ceramica al nitruro di alluminio sono stati progettati principalmente per affrontare le sfide sempre più difficili della dissipazione del calore e dell'isolamento nel campo dell'elettronica di potenza moderna.
Problema centrale risolto:
Il problema del “collo di bottiglia termico”: Nei moduli ad alta densità di potenza, i materiali isolanti tradizionali (come l'allumina e la plastica) hanno una conduttività termica insufficiente, con conseguente accumulo di calore, temperatura elevata della giunzione del chip e ripercussioni su prestazioni, efficienza e durata.
La contraddizione tra isolamento e conduttività termica: Il metallo ha una buona conducibilità termica ma non è isolato; la ceramica ordinaria isola ma ha una scarsa conducibilità termica. I tubi filettati in ceramica al nitruro di alluminio uniscono perfettamente le due caratteristiche chiave di elevato isolamento e alta conducibilità termica.
Sfida della resistenza termica dell'interfaccia: Nel contatto planare sono presenti numerosi microvuoti e il riempimento con grasso siliconico termoconduttivo introduce un'ulteriore resistenza termica. La struttura filettata riduce significativamente la resistenza termica interfacciale, bloccando meccanicamente e aumentando l'area di contatto.
Problemi di affidabilità strutturale: In ambienti soggetti a cicli di temperatura e vibrazioni, le connessioni tra materiali diversi sono soggette ad allentamento o a rottura per fatica. La struttura di bloccaggio filettata garantisce una connessione meccanica più affidabile e stabile.

Principali aree di applicazione:
Veicoli elettrici e transito ferroviario: Moduli di potenza SiC/GaN utilizzati negli inverter di azionamento principale e nei convertitori DC-DC per migliorare la densità di potenza e l'autonomia.
Convertitori di frequenza e servoazionamenti industriali: utilizzato per la dissipazione del calore e l'isolamento di convertitori di frequenza e servoazionamenti ad alta potenza, migliorando l'efficienza energetica e l'affidabilità delle apparecchiature.
Inverter fotovoltaico/eolico: Negli inverter di stringa e negli inverter centralizzati, fornisce un'efficiente dissipazione del calore per i dispositivi di potenza e migliora l'efficienza della generazione di energia.
Elettronica per il settore aerospaziale e della difesa: Adatto per i sistemi di raffreddamento di apparecchiature elettroniche aviotrasportate e navali che richiedono peso, volume e affidabilità estremamente elevati.
Comunicazione a radiofrequenza e a microonde: Come manicotto isolato per la dissipazione del calore per i tubi degli amplificatori RF ad alta potenza, garantisce la stabilità della trasmissione del segnale.
Apparecchiature per semiconduttori: un generatore di plasma utilizzato per l'incisione, la CVD e altre apparecchiature, con caratteristiche di conducibilità termica, isolamento e resistenza alla corrosione.

Servizio personalizzato: soddisfare le vostre esigenze specifiche
Siamo consapevoli che i prodotti standard non possono soddisfare tutti gli scenari applicativi. Pertanto, forniamo servizi di personalizzazione completi per garantire che il prodotto si adatti perfettamente al vostro sistema.
Personalizzazione delle dimensioni: Il diametro esterno, il diametro interno, il passo, la lunghezza e il tipo di filettatura (metrica, imperiale, ecc.) del tubo filettato possono essere personalizzati in base alle esigenze del cliente.
Ottimizzazione della forma e della struttura: supporta design di estremità non standard (come flange, piattaforme), trattamento speciale delle pareti interne, ecc. per ottimizzare i canali del fluido o i metodi di installazione.
Trattamento superficiale e metallizzazione: La metallizzazione (come la nichelatura o la doratura) può essere effettuata sulla faccia terminale o su un'area specifica del tubo ceramico, secondo le necessità, per facilitare la saldatura o il collegamento elettrico.
Test sui materiali e sulle prestazioni: Fornire rapporti completi sui test di prestazione, tra cui conducibilità termica, resistenza all'isolamento, ermeticità, ecc. per garantire la tracciabilità della qualità del prodotto e la verifica delle prestazioni.

Il tubo filettato in ceramica al nitruro di alluminio non è un semplice componente strutturale, ma un componente chiave per i sistemi di gestione termica dei dispositivi elettronici ad alta densità di potenza. Combina i vantaggi intrinseci del materiale nitruro di alluminio con un design innovativo della struttura della filettatura, offrendo agli ingegneri una soluzione ideale per risolvere una serie di problemi complessi come la dissipazione del calore, l'isolamento e l'affidabilità strutturale. Con la rapida diffusione della tecnologia dei semiconduttori di terza generazione, i tubi filettati in ceramica al nitruro di alluminio diventeranno inevitabilmente un elemento fondamentale per migliorare le prestazioni e l'affidabilità dei sistemi elettronici di potenza di prossima generazione.

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