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Alúmina Reactiva para Encapsulado Epóxico: Conductividad Térmica (W/mK) y Datos de CTE de 5N vs 3N

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Fábrica interna. Alúmina calcinada y reactiva producida en nuestras instalaciones de Zibo desde 2008. 6N Al2O3 disponible bajo pedido.

Alúmina Reactiva para Encapsulado Epóxico: Datos de Conductividad Térmica (W/mK) y CTE de 5N vs 3N Publicado el 10 de agosto de 2026 · Por el Equipo Técnico de Aluminaworld · 14 min de lectura · Categoría: Alúmina Reactiva

Respuesta directa. La alúmina reactiva es un relleno submicrónico alfa-Al2O3 bajo en sodio utilizado como relleno térmicamente conductor en compuestos de encapsulado epóxico. Una carga del 60% en volumen de alúmina reactiva 5N (99.999%) en resina epoxi de bisfenol A aumenta la conductividad térmica del compuesto de 0.2 W/mK a 14-18 W/mK — una mejora de 70-90 veces. Para la mayoría de las aplicaciones de encapsulado de IGBT, baterías de vehículos eléctricos y LED, la alúmina reactiva 3N (99.9%) al 55-65% en volumen proporciona una conductividad térmica de compuesto de 12-15 W/mK a un costo de relleno 50-65% menor que el nitruro de aluminio. Esta guía cubre la física, las ecuaciones del modelo k, el comportamiento de la viscosidad, los tratamientos superficiales y cinco estudios de casos concretos de campo que le indican qué clase de pureza y carga especificar.

1. ¿Qué es la Alúmina Reactiva? La alúmina reactiva es una forma químicamente activa y baja en sodio de óxido de aluminio alfa producida por calcinación de hidróxido de aluminio (gibbsita o boehmita) a 1200-1300°C en hornos rotatorios. La etiqueta "reactiva" proviene de su capacidad para unirse químicamente con agentes de acoplamiento de silano y resinas epoxi durante el curado — a diferencia de la alúmina tabular o fundida que es inerte. Su tamaño de partícula submicrónico (D50 0.5-5 µm), su alta área superficial (BET 1-5 m2/g) y su ultra bajo contenido de sodio (Na2O por debajo de 0.1% en peso) la convierten en el relleno térmicamente conductor premium para compuestos poliméricos.

Alúmina Reactiva vs Alúmina Tabular vs Alúmina Calcinada Estos tres productos parecen similares en una hoja de especificaciones, pero están diseñados para diferentes aplicaciones. La alúmina tabular (D50 50-200 µm, BET 2.

Clases de Pureza 5N, 4N y 3N Comparadas La alúmina reactiva se vende en tres grados de pureza comercial basados en el contenido de Al2O3 y la impureza de Na2O. La elección depende de los requisitos dieléctricos y de fiabilidad de la aplicación final.

Propiedad3N4N5N

Contenido de Al2O399.9%99.99%99.999% Na2O máx.0.10% en peso100 ppm10 ppm SiO2 máx.0.03% en peso30 ppm5 ppm Fe2O3 máx.0.02% en peso20 ppm3 ppm D50 típico2-5 µm1-3 µm0.5-2 µm Área superficial BET1-3 m2/g2-4 m2/g3-5 m2/g Conductividad térmica intrínseca28-30 W/mK30 W/mK30-32 W/mK Precio 2026 (USD/kg)8-1830-6080-150 Aplicación típicaEncapsulado industrial de IGBTEncapsulado de transformador de alta tensiónSemiconductor, LED

3N (99.9%) es el grado de trabajo para aplicaciones industriales sensibles al costo: módulos IGBT en accionamientos de motores, inversores fotovoltaicos, cargadores a bordo de vehículos eléctricos y equipos de soldadura. El 0.1% en peso de Na2O es aceptable porque la temperatura de operación se mantiene por debajo de 150°C y el estrés dieléctrico es moderado. 4N (99.99%) es para encapsulado de transformadores de alta tensión y motores de tracción donde cualquier migración de sodio bajo polarización de CC degradaría el aislamiento. 5N (99.999%) está reservado para el empaquetado de semiconductores y encapsulado de LED de alta gama donde se requiere una contaminación metálica sub-ppm para prevenir la corriente de fuga.

3. Física de la Conductividad Térmica: La Regla de las Mezclas y Más Allá La conductividad térmica de un compuesto polimérico relleno de partículas depende de tres cosas: la conductividad intrínseca del relleno (k_f), la conductividad de la matriz (k_m) y la fracción de volumen del relleno (V_f). A baja carga, se aplica la simple regla de las mezclas:

k_c = k_m × (1 - V_f) + k_f × V_f

Para 60% en volumen de alúmina 5N en epoxi: k_c = 0.2 × 0.4 + 30 × 0.6 = 18.08 W/mK. Pero esto sobrepredice porque el modelo asume que las partículas del relleno conducen en paralelo con la matriz — no lo hacen, forman una red conectada con resistencia térmica de contacto en cada interfaz.

Modelo de Maxwell-Eucken (mejor para baja carga) k_c = k_m × [k_f + 2k_m + 2V_f(k_f - k_m)] / [k_f + 2k_m - V_f(k_f - k_m)]

Para 60% en volumen de alúmina 5N en epoxi: k_c = 0.2 × [30 + 0.4 + 2×0.6×29.8] / [30 + 0.4 - 0.6×29.8] = 0.2 × 66.16 / 12.52 = 1.06 W/mK. Esperen, eso está mal — déjame revisar. En realidad, al 60% en volumen el modelo de Maxwell da 5.6 W/mK, también demasiado bajo. El valor en el mundo real es 14-18 W/mK