Модулі IGBT для нових енерготранспортних засобів (NEV) витримують високу потужність, інтенсивну вібрацію, значні коливання температури та суворі умови. Керамічні підкладки з нітриду кремнію (Si₃N₄), виготовлені за допомогою процесу AMB, мають високу теплопровідність, низький термічний опір, високу надійність і чудову адгезію мідного шару. Ці властивості усувають вузькі місця, пов’язані з температурою та надійністю високо-потужних пристроїв із SiC, що робить Si₃N₄ кращим субстратом для упаковки модулів IGBT та SiC. Крім автомобільної промисловості, підкладки Si₃N₄ є перспективними в аерокосмічній промисловості, промислових печах, системах тяги та розумній електроніці.
Чому нітрид кремнію ідеально підходить для додатків NEV
1. Достатня теплопровідність для високо-потужних пристроїв
----Si₃N₄: 80–120 Вт/(м·К) – повністю відповідає потребам NEV IGBT в охолодженні
----Al₂O₃: 20–35 Вт/(м·К) – недостатньо для модулів високої потужності
----AlN: 150–220 Вт/(м·К) – чудова провідність, але крихка та дорога
Для щільності потужності NEV Si₃N₄ пропонує оптимальний баланс теплових характеристик і вартості.
2. Чудова міцність і міцність
----Si₃N₄: міцність на вигин 700–900 МПа, чудова міцність
----Al₂O₃: 300–400 МПа, крихкий
----AlN: 250–350 МПа, надзвичайно крихкий
NEV відчуває вібрацію, удари, швидке прискорення та температурні удари. Підкладки Si₃N₄ стійкі до розтріскування та розшарування, забезпечуючи надійність модуля.
3. Теплове розширення відповідає силіконовим чіпам
----Коефіцієнт теплового розширення Si₃N₄ дуже збігається з кремнієвими та IGBT-чіпами. Під час швидкої зарядки або високошвидкісної їзди це запобігає розшаруванню припою або обриву дроту, спричиненого термоциклуванням.
4. Стійкість до високих температур, старіння, вологи та корозії
----Відсіки двигуна суворі: високі температури, волога, масло та вібрація. Стійкість Si₃N₄ до окислення, стійкість до термічного удару та електрична ізоляція подовжують термін служби підкладки в 2–3 рази порівняно з альтернативами, зменшуючи ризики гарантії.
5. Оптимальна вартість-продуктивності для масового виробництва
----AlN є дорогим, Al₂O3 має низькі характеристики; Si₃N₄ пропонує правильний баланс високої потужності, надійності та економічності. Провідні виробники, такі як BYD, CATL, Inovance і StarPower, все частіше застосовують підкладки Si₃N₄ у великих масштабах.
Висновок
NEV вимагає високої-потужності, надійності,-стійкості до вібрації та швидкої{2}}заряджання-підкладок. Нітрид кремнію забезпечує високу теплопровідність, чудову міцність, низьке теплове розширення, ударостійкість і тривалий термін служби-, усуваючи обмеження Al₂O₃ і AlN, що робить його оптимальним вибором для автомобільних силових модулів.
Перспективи галузі
Підкладки Si₃N₄ процесу AMB- є складними та дорогими, з обмеженими можливостями паяння, що робить виробництво більш складним, ніж DBC або DPC. Зараз глобальний ринок AMB Si₃N₄ невеликий. Однак, оскільки пристрої з IGBT і SiC мають тенденцію до більшої потужності та мініатюризації, очікується, що попит на підкладки Si₃N₄ значно зросте.
У YCLaser, нашпрецизійні верстати лазерного різання керамікиможе ефективно обробляти підкладки Si₃N₄, розширюючи можливості нових технологій NEV.Зв'яжіться з намищоб налаштувати оптимальне рішення для різання для ваших застосувань.
