IGBT moduli novih energetskih vozila (NEV) suočeni su s velikom snagom, intenzivnim vibracijama, velikim promjenama temperature i teškim okruženjima. Keramičke podloge od silicijevog nitrida (Si₃N₄) proizvedene AMB postupkom nude visoku toplinsku vodljivost, nisku toplinsku otpornost, veliku pouzdanost i izvrsnu adheziju sloja bakra. Ova svojstva rješavaju toplinska i pouzdana uska grla kod-SiC uređaja velike snage, čineći Si₃N₄ preferiranim supstratom za pakiranje IGBT i SiC modula. Izvan automobilske industrije, Si₃N₄ supstrati obećavaju u zrakoplovstvu, industrijskim pećima, sustavima za vuču i pametnoj elektronici.
Zašto silicij nitrid izvrstan za NEV aplikacije
1. Dovoljna toplinska vodljivost za uređaje velike-snage
----Si₃N₄: 80–120 W/(m·K) – u potpunosti zadovoljava NEV IGBT potrebe za hlađenjem
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – nedovoljno za module velike snage
----AlN: 150–220 W/(m·K) – izvrsna vodljivost, ali krto i skupo
Za NEV gustoće snage, Si₃N₄ nudi optimalnu ravnotežu toplinske izvedbe i cijene.
2. Vrhunska snaga i žilavost
----Si₃N₄: čvrstoća na savijanje 700–900 MPa, izvrsna žilavost
----Al₂O₃: 300–400 MPa, krt
----AlN: 250–350 MPa, izuzetno krt
NEV-ovi doživljavaju vibracije, udarce, nagla ubrzanja i temperaturne šokove. Si₃N₄ podloge otporne su na pucanje i raslojavanje, osiguravajući pouzdanost modula.
3. Toplinska ekspanzija odgovara silikonskim čipovima
----Si₃N₄ koeficijent toplinske ekspanzije blisko odgovara koeficijentu silicija i IGBT čipova. Tijekom brzog punjenja ili brze vožnje, sprječava raslojavanje lemljenja ili lom žice uzrokovan toplinskim ciklusom.
4. Otpornost na visoke temperature, starenje, vlagu i koroziju
----Odjeljci motora su oštri: visoke temperature, vlaga, ulje i vibracije. Otpornost Si₃N₄ na oksidaciju, tolerancija na toplinske udare i električna izolacija produžuju životni vijek podloge 2-3 puta u odnosu na alternative, smanjujući rizike jamstva.
5. Optimalna cijena-Performanse za masovnu proizvodnju
----AlN je skup, Al₂O3 slabije radi; Si₃N₄ nudi pravu ravnotežu velike snage, pouzdanosti i isplativosti. Vodeći proizvođači poput BYD, CATL, Inovance i StarPower sve više usvajaju Si₃N₄ supstrate u velikim razmjerima.
Zaključak
NEV-ovi zahtijevaju podloge visoke{0}}snage, pouzdane,-otporne na vibracije i brzo{2}}punjenje-. Silicijev nitrid pruža visoku toplinsku vodljivost, vrhunsku čvrstoću, nisko toplinsko širenje, otpornost na udarce i dug život-rješavajući ograničenja Al₂O₃ i AlN, što ga čini optimalnim izborom za automobilske energetske module.
Izgledi industrije
Si₃N₄ supstrati AMB-procesa složeni su i skupi, s ograničenim mogućnostima lemljenja, što proizvodnju čini izazovnijom od DBC ili DPC. Trenutačno je globalno tržište AMB Si₃N₄ malo. Međutim, kako IGBT i SiC uređaji teže prema većoj snazi i minijaturizaciji, očekuje se da će potražnja za Si₃N₄ supstratima značajno porasti.
U YCLaseru, našprecizni strojevi za lasersko rezanje keramikemože učinkovito obraditi Si₃N₄ supstrate, osnažujući nove NEV tehnologije.Kontaktirajte naskako biste prilagodili optimalno rješenje rezanja za svoje primjene.
