Οι μονάδες IGBT νέων ενεργειακών οχημάτων (NEV) αντιμετωπίζουν υψηλή ισχύ, έντονους κραδασμούς, μεγάλες εναλλαγές θερμοκρασίας και σκληρά περιβάλλοντα. Τα κεραμικά υποστρώματα νιτριδίου του πυριτίου (Si3N4) που παράγονται μέσω της διαδικασίας AMB προσφέρουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα, χαμηλή θερμική αντίσταση, ισχυρή αξιοπιστία και εξαιρετική πρόσφυση στο στρώμα χαλκού. Αυτές οι ιδιότητες αντιμετωπίζουν τα θερμικά σημεία συμφόρησης και την αξιοπιστία των συσκευών SiC υψηλής ισχύος-, καθιστώντας το Si₃N4 το προτιμώμενο υπόστρωμα για τη συσκευασία των μονάδων IGBT και SiC. Πέρα από την αυτοκινητοβιομηχανία, τα υποστρώματα Si3N4 είναι πολλά υποσχόμενα στην αεροδιαστημική, στους βιομηχανικούς κλιβάνους, στα συστήματα έλξης και στα έξυπνα ηλεκτρονικά.
Γιατί το Silicon Nitride Excels for NEV Applications
1. Επαρκής θερμική αγωγιμότητα για συσκευές υψηλής ισχύος-
----Si₃N4: 80–120 W/(m·K) – ικανοποιεί πλήρως τις ανάγκες ψύξης NEV IGBT
----Al2O3: 20–35 W/(m·K) – ανεπαρκές για μονάδες υψηλής ισχύος
----AlN: 150–220 W/(m·K) – εξαιρετική αγωγιμότητα αλλά εύθραυστο και δαπανηρό
Για πυκνότητες ισχύος NEV, το Si₃N4 προσφέρει μια βέλτιστη ισορροπία θερμικής απόδοσης και κόστους.
2. Ανώτερη δύναμη και σκληρότητα
----Si₃N4: αντοχή σε κάμψη 700–900 MPa, εξαιρετική σκληρότητα
----Al2O3: 300–400 MPa, εύθραυστο
----AlN: 250–350 MPa, εξαιρετικά εύθραυστο
Τα NEV αντιμετωπίζουν κραδασμούς, χτυπήματα, ταχεία επιτάχυνση και κραδασμούς θερμοκρασίας. Τα υποστρώματα Si3N4 αντιστέκονται στο ράγισμα και την αποκόλληση, διασφαλίζοντας την αξιοπιστία της μονάδας.
3. Η θερμική διαστολή ταιριάζει με τσιπς πυριτίου
----Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του Si3N4 ταιριάζει πολύ με αυτόν των τσιπ πυριτίου και IGBT. Κατά τη διάρκεια της γρήγορης φόρτισης ή της οδήγησης υψηλής ταχύτητας, αποτρέπει την αποκόλληση με συγκόλληση ή το σπάσιμο του σύρματος που προκαλείται από τη θερμική ανακύκλωση.
4. Αντίσταση σε υψηλή θερμοκρασία, γήρανση, υγρασία και διάβρωση
----Τα διαμερίσματα του κινητήρα είναι σκληρά: υψηλές θερμοκρασίες, υγρασία, λάδια και κραδασμοί. Η αντίσταση στην οξείδωση, η αντοχή σε θερμικό σοκ και η ηλεκτρική μόνωση του Si3N4 παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του υποστρώματος 2-3 φορές έναντι των εναλλακτικών, μειώνοντας τους κινδύνους εγγύησης.
5. Βέλτιστο κόστος-Απόδοση για μαζική παραγωγή
----Το AlN είναι δαπανηρό, το Al2O3 υπολειτουργεί. Το Si₃N4 προσφέρει τη σωστή ισορροπία υψηλής ισχύος, αξιοπιστίας και αποδοτικότητας κόστους. Κορυφαίοι κατασκευαστές όπως οι BYD, CATL, Inovance και StarPower υιοθετούν όλο και περισσότερο υποστρώματα Si3N4 σε κλίμακα.
Σύναψη
Τα NEV απαιτούν υποστρώματα υψηλής-ισχύς, αξιόπιστα,-ανθεκτικά σε κραδασμούς και γρήγορης-φόρτισης-. Το νιτρίδιο του πυριτίου προσφέρει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, ανώτερη αντοχή, χαμηλή θερμική διαστολή, αντοχή σε κρούση και μεγάλη διάρκεια ζωής-επιλύοντας τους περιορισμούς του Al2O3 και του AlN, καθιστώντας το τη βέλτιστη επιλογή για μονάδες ισχύος αυτοκινήτων.
Industry Outlook
Τα υποστρώματα Si₃N4 διεργασίας AMB είναι πολύπλοκα και δαπανηρά, με περιορισμένες επιλογές συγκόλλησης, γεγονός που καθιστά την παραγωγή πιο δύσκολη από το DBC ή το DPC. Επί του παρόντος, η παγκόσμια αγορά AMB Si₃N4 είναι μικρή. Ωστόσο, καθώς οι συσκευές IGBT και SiC τείνουν προς υψηλότερη ισχύ και σμίκρυνση, η ζήτηση για υποστρώματα Si3N4 αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά.
Στο YCLaser, μαςκεραμικά μηχανήματα κοπής λέιζερ ακριβείαςμπορεί να επεξεργαστεί αποτελεσματικά υποστρώματα Si3N4, ενισχύοντας τις αναδυόμενες τεχνολογίες NEV.Επικοινωνήστε μαζί μαςγια να προσαρμόσετε τη βέλτιστη λύση κοπής για τις εφαρμογές σας.
