Jaunās enerģijas transportlīdzekļa (NEV) IGBT moduļi saskaras ar lielu jaudu, intensīvu vibrāciju, plašām temperatūras svārstībām un skarbu vidi. Silīcija nitrīda (Si₃N4) keramikas substrāti, kas ražoti, izmantojot AMB procesu, piedāvā augstu siltumvadītspēju, zemu termisko pretestību, spēcīgu uzticamību un lielisku vara slāņa adhēziju. Šīs īpašības novērš lieljaudas SiC ierīču termiskās un uzticamības problēmas, padarot Si₃N₄ par vēlamo substrātu IGBT un SiC moduļu iepakojumam. Papildus automobiļiem Si₃N₄ substrāti ir daudzsološi kosmosa jomā, rūpnieciskajās krāsnīs, vilces sistēmās un viedajā elektronikā.
Kāpēc silīcija nitrīds ir izcils NEV lietojumprogrammām
1. Pietiekama siltumvadītspēja lieljaudas{1}}ierīcēm
----Si₃N4: 80–120 W/(m·K) – pilnībā atbilst NEV IGBT dzesēšanas vajadzībām
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) — nepietiekams lieljaudas moduļiem
----AlN: 150–220 W/(m·K) — lieliska vadītspēja, taču trausla un dārga
NEV jaudas blīvumam Si₃N₄ piedāvā optimālu siltuma veiktspējas un izmaksu līdzsvaru.
2. Izcils spēks un stingrība
----Si₃N4: lieces izturība 700–900 MPa, lieliska izturība
----Al₂O₃: 300–400 MPa, trausls
----AlN: 250–350 MPa, ļoti trausls
NEV piedzīvo vibrāciju, triecienus, strauju paātrinājumu un temperatūras triecienus. Si₃N₄ substrāti ir izturīgi pret plaisāšanu un atslāņošanos, nodrošinot moduļa uzticamību.
3. Termiskā izplešanās atbilst silīcija mikroshēmām
----Si₃N₄ termiskās izplešanās koeficients ļoti atbilst silīcija un IGBT mikroshēmu koeficientam. Ātrās uzlādes vai liela ātruma braukšanas laikā tas novērš lodēšanas atslāņošanos vai stieples pārrāvumus, ko izraisa termiskā cikla darbība.
4. Augsta temperatūra, novecošanās, mitruma un korozijas izturība
---- Dzinēja nodalījumi ir skarbi: augsta temperatūra, mitrums, eļļa un vibrācija. Si₃N₄ oksidācijas pretestība, termiskā trieciena tolerance un elektriskā izolācija pagarina substrāta kalpošanas laiku 2–3 reizes salīdzinājumā ar alternatīvām, samazinot garantijas risku.
5. Optimālās izmaksas-Masu ražošanas veiktspēja
----AlN ir dārgs, Al₂O3 nedarbojas; Si₃N₄ piedāvā pareizo līdzsvaru starp lielu jaudu, uzticamību un izmaksu efektivitāti. Vadošie ražotāji, piemēram, BYD, CATL, Inovance un StarPower, arvien vairāk izmanto Si₃N₄ substrātus.
Secinājums
NEV ir nepieciešami lieljaudas-jaudas, uzticami, vibrāciju-izturīgi un ātri{2}}uzlādējami-substrāti. Silīcija nitrīds nodrošina augstu siltumvadītspēju, izcilu izturību, zemu termisko izplešanos, triecienizturību un ilgu kalpošanas laiku,{5}}atrisinot Al₂O₃ un AlN ierobežojumus, padarot to par optimālu izvēli automobiļu jaudas moduļiem.
Nozares perspektīva
AMB-apstrādes Si₃N₄ substrāti ir sarežģīti un dārgi, ar ierobežotām lodēšanas iespējām, padarot ražošanu grūtāku nekā DBC vai DPC. Pašlaik pasaules AMB Si₃N₄ tirgus ir neliels. Tomēr, tā kā IGBT un SiC ierīcēm ir tendence uz lielāku jaudu un miniaturizāciju, sagaidāms, ka pieprasījums pēc Si₃N₄ substrātiem ievērojami pieaugs.
YCLaser, mūsuprecīzas keramikas lāzergriešanas mašīnasvar efektīvi apstrādāt Si₃N₄ substrātus, dodot iespēju jaunām NEV tehnoloģijām.Sazinieties ar mumslai pielāgotu optimālo griešanas risinājumu jūsu lietojumiem.
