Yeni enerji aracı (NEV) IGBT modülleri yüksek güç, yoğun titreşim, geniş sıcaklık dalgalanmaları ve zorlu ortamlarla karşı karşıyadır. AMB işlemiyle üretilen silikon nitrür (Si₃N₄) seramik substratlar, yüksek termal iletkenlik, düşük termal direnç, güçlü güvenilirlik ve mükemmel bakır katman yapışması sunar. Bu özellikler, yüksek-güçlü SiC cihazlarının termal ve güvenilirlik darboğazlarını ele alarak Si₃N₄'yi IGBT ve SiC modül paketleme için tercih edilen alt tabaka haline getirir. Otomotivin ötesinde, Si₃N₄ substratları havacılık, endüstriyel fırınlar, çekiş sistemleri ve akıllı elektroniklerde umut vericidir.
NEV Uygulamalarında Silisyum Nitrür Neden Mükemmeldir?
1. Yüksek-Güçlü Cihazlar için Yeterli Isı İletkenliği
----Si₃N₄: 80–120 W/(m·K) – NEV IGBT soğutma ihtiyaçlarını tamamen karşılar
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – yüksek güçlü modüller için yetersiz
----AlN: 150–220 W/(m·K) – mükemmel iletkenlik ancak kırılgan ve maliyetli
NEV güç yoğunlukları için Si₃N₄, termal performans ve maliyet arasında optimum bir denge sunar.
2. Üstün Güç ve Dayanıklılık
----Si₃N₄: bükülme mukavemeti 700–900 MPa, mükemmel tokluk
----Al₂O₃: 300–400 MPa, kırılgan
----AlN: 250–350 MPa, son derece kırılgan
NEV'ler titreşime, darbelere, ani hızlanmaya ve sıcaklık şoklarına maruz kalır. Si₃N₄ alt katmanları çatlamaya ve katmanlara ayrılmaya karşı direnç göstererek modülün güvenilirliğini sağlar.
3. Termal Genleşme Silikon Çiplerle Eşleşir
----Si₃N₄'nin termal genleşme katsayısı, silikon ve IGBT çiplerininkiyle yakından eşleşir. Hızlı şarj veya yüksek hızda sürüş sırasında, termal döngünün neden olduğu lehim katmanlarının ayrılmasını veya tel kırılmasını önler.
4. Yüksek Sıcaklık, Yaşlanma, Nem ve Korozyon Direnci
----Motor bölmeleri zorludur: yüksek sıcaklıklar, nem, yağ ve titreşim. Si₃N₄'nin oksidasyon direnci, termal şok toleransı ve elektrik yalıtımı, alt tabaka ömrünü alternatiflerine göre 2-3 kat uzatarak garanti risklerini azaltır.
5. Seri Üretim için Optimum Maliyet-Performansı
---- AlN maliyetlidir, Al₂O₃ düşük performans gösterir; Si₃N₄ yüksek güç, güvenilirlik ve maliyet verimliliğinin doğru dengesini sunar. BYD, CATL, Inovance ve StarPower gibi önde gelen üreticiler giderek artan oranda Si₃N₄ alt tabakaları uygun ölçekte benimsiyor.
Çözüm
NEV'ler, yüksek-güçlü, güvenilir, titreşime-dayanıklı ve hızlı-şarj-özelliğine sahip alt tabakalar gerektirir. Silikon nitrür, Al₂O₃ ve AlN sınırlamalarını çözerek yüksek termal iletkenlik, üstün güç, düşük termal genleşme, darbe direnci ve uzun ömür sunarak- otomotiv güç modülleri için en uygun seçim haline gelir.
Sektör Görünümü
AMB-işlemli Si₃N₄ alt tabakaları karmaşık ve maliyetlidir, sınırlı lehim seçeneklerine sahiptir ve üretimi DBC veya DPC'ye göre daha zorlu hale getirir. Şu anda küresel AMB Si₃N₄ pazarı küçüktür. Bununla birlikte, IGBT ve SiC cihazları daha yüksek güce ve minyatürleştirmeye yöneldikçe Si₃N₄ substratlarına olan talebin önemli ölçüde artması bekleniyor.
YCLaser'da bizimhassas seramik lazer kesim makineleriSi₃N₄ substratlarını verimli bir şekilde işleyerek yeni ortaya çıkan NEV teknolojilerini güçlendirebilir.Bize Ulaşınuygulamalarınız için en uygun kesme çözümünü özelleştirmek için.
