ماژولهای IGBT خودروهای انرژی جدید (NEV) با قدرت بالا، لرزش شدید، نوسانات گسترده دما و محیطهای خشن روبرو هستند. زیرلایه های سرامیکی نیترید سیلیکون (Si3N4) تولید شده از طریق فرآیند AMB هدایت حرارتی بالا، مقاومت حرارتی پایین، قابلیت اطمینان قوی و چسبندگی لایه مس عالی را ارائه می دهند. این ویژگیها گلوگاههای حرارتی و قابلیت اطمینان دستگاههای SiC با قدرت{2} را برطرف میکنند و Si₃N4 را به بستر ترجیحی برای بستهبندی ماژول IGBT و SiC تبدیل میکنند. فراتر از خودرو، بسترهای Si3N4 در هوافضا، کوره های صنعتی، سیستم های کشش و الکترونیک هوشمند امیدوارکننده هستند.
چرا سیلیکون نیترید اکسل برای برنامه های NEV؟
1. رسانایی حرارتی کافی برای دستگاههای{1}پرقدرت
----Si3N4: 80-120 W/(m·K) - به طور کامل نیازهای خنک کننده NEV IGBT را برآورده می کند
----Al2O3: 20-35 W/(m·K) - برای ماژول های پرقدرت کافی نیست
----AlN: 150-220 W/(m·K) - رسانایی عالی اما شکننده و پرهزینه
برای چگالی توان NEV، Si3N4 تعادل بهینه عملکرد حرارتی و هزینه را ارائه می دهد.
2. قدرت و استحکام برتر
----Si₃N4: استحکام خمشی 700-900 مگاپاسکال، چقرمگی عالی
----Al2O3: 300-400 مگاپاسکال، شکننده
----AlN: 250–350 مگاپاسکال، بسیار شکننده
NEV ها لرزش، ضربه، شتاب سریع و شوک دما را تجربه می کنند. بسترهای Si₄N4 در برابر ترک خوردگی و لایه لایه شدن مقاومت می کنند و از قابلیت اطمینان ماژول اطمینان می دهند.
3. انبساط حرارتی با تراشه های سیلیکونی مطابقت دارد
---- ضریب انبساط حرارتی Si3N4 بسیار با تراشه های سیلیکون و IGBT مطابقت دارد. در هنگام شارژ سریع یا رانندگی با سرعت بالا، از لایه لایه شدن لحیم یا شکستن سیم ناشی از چرخه حرارتی جلوگیری می کند.
4. درجه حرارت بالا، پیری، رطوبت، و مقاومت در برابر خوردگی
---- محفظه های موتور خشن هستند: دماهای بالا، رطوبت، روغن و لرزش. مقاومت اکسیداسیون Si₃N4، تحمل شوک حرارتی و عایق الکتریکی طول عمر بستر را 2 تا 3 برابر نسبت به جایگزین ها افزایش می دهد و خطرات گارانتی را کاهش می دهد.
5. هزینه بهینه-عملکرد برای تولید انبوه
----AlN گران است، Al2O3 عملکرد ضعیفی دارد. Si₃N4 تعادل مناسبی از قدرت بالا، قابلیت اطمینان و کارایی هزینه را ارائه می دهد. تولید کنندگان پیشرو مانند BYD، CATL، Innovance و StarPower به طور فزاینده ای از بسترهای Si3N4 در مقیاس استفاده می کنند.
نتیجه گیری
NEVها به زیرلایههایی با-قدرت بالا، قابل اعتماد، مقاوم در برابر لرزش-و{2}}شارژ-سریع نیاز دارند. نیترید سیلیکون رسانایی حرارتی بالا، استحکام برتر، انبساط حرارتی کم، مقاومت در برابر ضربه و عمر طولانی را ارائه میکند-که محدودیتهای Al2O3 و AlN را حل میکند، و آن را به انتخاب بهینه برای ماژولهای قدرت خودرو تبدیل میکند.
چشم انداز صنعت
زیرلایههای AMB فرآیند Si3N4 پیچیده و پرهزینه هستند، با گزینههای لحیم کاری محدود، تولید را چالشبرانگیزتر از DBC یا DPC میکند. در حال حاضر، بازار جهانی AMB Si₃N4 کوچک است. با این حال، از آنجایی که دستگاههای IGBT و SiC به سمت توان بالاتر و کوچکسازی گرایش پیدا میکنند، انتظار میرود تقاضا برای بسترهای Si3N4 به طور قابل توجهی رشد کند.
در YCLaser، مادستگاه های برش لیزری سرامیکی دقیقمی تواند به طور موثر بسترهای Si3N4 را پردازش کند و فناوری های نوظهور NEV را تقویت کند.با ما تماس بگیریدبرای سفارشی کردن راه حل برش بهینه برای برنامه های خود.
