Naujos energijos transporto priemonės (NEV) IGBT moduliai susiduria su didele galia, intensyvia vibracija, dideliais temperatūros svyravimais ir atšiauriomis sąlygomis. Silicio nitrido (Si₃N4) keraminiai substratai, pagaminti naudojant AMB procesą, pasižymi dideliu šilumos laidumu, maža šilumine varža, dideliu patikimumu ir puikiu vario sluoksnio sukibimu. Šios savybės pašalina didelės galios SiC įrenginių šilumines ir patikimumo kliūtis, todėl Si₃N₄ yra tinkamiausias substratas IGBT ir SiC modulių pakavimui. Be automobilių, Si₃N₄ substratai yra perspektyvūs aviacijos erdvėje, pramoninėse krosnyse, traukos sistemose ir išmaniojoje elektronikoje.
Kodėl silicio nitridas puikiai tinka NEV programoms
1. Pakankamas šilumos laidumas{1}}didelės galios įrenginiams
----Si₃N4: 80–120 W/(m·K) – visiškai atitinka NEV IGBT aušinimo poreikius
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – nepakanka didelės galios moduliams
----AlN: 150–220 W/(m·K) – puikus laidumas, bet trapus ir brangus
NEV galios tankiui Si₃N₄ siūlo optimalų šiluminių savybių ir sąnaudų balansą.
2. Aukščiausias stiprumas ir tvirtumas
----Si₃N4: stipris lenkiant 700–900 MPa, puikus kietumas
----Al₂O₃: 300–400 MPa, trapus
----AlN: 250–350 MPa, itin trapus
NEV patiria vibraciją, smūgius, greitą pagreitį ir temperatūros smūgius. Si₃N₄ substratai atsparūs įtrūkimams ir sluoksniuojimuisi, todėl užtikrina modulio patikimumą.
3. Terminis plėtimasis atitinka silicio lustus
----Si₃N₄ šiluminio plėtimosi koeficientas labai panašus į silicio ir IGBT lustų koeficientą. Greitai įkraunant arba važiuojant dideliu greičiu, jis apsaugo nuo lydmetalio atsisluoksniavimo arba laido trūkimo, kurį sukelia terminis ciklas.
4. Atsparumas aukštai temperatūrai, senėjimui, drėgmei ir korozijai
----Variklio skyriai yra atšiaurūs: aukšta temperatūra, drėgmė, alyva ir vibracija. Si₃N₄ atsparumas oksidacijai, atsparumas šiluminiam smūgiui ir elektros izoliacija pailgina pagrindo tarnavimo laiką 2–3 kartus, palyginti su alternatyviais, ir sumažina garantijos riziką.
5. Optimalus kaštų{1}}našumas masinei gamybai
----AlN yra brangus, Al₂O3 neveikia; Si₃N₄ siūlo tinkamą didelės galios, patikimumo ir ekonomiškumo balansą. Pirmaujantys gamintojai, tokie kaip BYD, CATL, Inovance ir StarPower, vis dažniau naudoja Si₃N4 substratus.
Išvada
NEV reikia didelės-galios, patikimų, vibracijai-atsparių ir greitai-įkraunamų-padėčių. Silicio nitridas užtikrina aukštą šilumos laidumą, puikų stiprumą, mažą šiluminį plėtimąsi, atsparumą smūgiams ir ilgą tarnavimo laiką,{5}}išsprendžiant Al₂O₃ ir AlN apribojimus, todėl tai yra optimalus pasirinkimas automobilių galios moduliams.
Pramonės perspektyva
AMB-apdorojami Si₃N₄ substratai yra sudėtingi ir brangūs, o litavimo galimybės yra ribotos, todėl gamyba yra sudėtingesnė nei DBC ar DPC. Šiuo metu pasaulinė AMB Si₃N4 rinka yra nedidelė. Tačiau, kadangi IGBT ir SiC prietaisai linkę didinti galią ir mažinti, tikimasi, kad Si₃N₄ substratų paklausa labai augs.
YCLaser, mūsųtikslios keraminės lazerinio pjovimo staklėsgali efektyviai apdoroti Si₃N₄ substratus, įgalindamas naujas NEV technologijas.Susisiekite su mumiskad pritaikytumėte optimalų pjovimo sprendimą jūsų programoms.
