Modul IGBT kenderaan tenaga baharu (NEV) menghadapi kuasa tinggi, getaran sengit, perubahan suhu yang luas dan persekitaran yang keras. Substrat seramik silikon nitrida (Si₃N₄) yang dihasilkan melalui proses AMB menawarkan kekonduksian haba yang tinggi, rintangan haba yang rendah, kebolehpercayaan yang kuat dan lekatan lapisan tembaga yang sangat baik. Sifat ini menangani kesesakan terma dan kebolehpercayaan peranti SiC berkuasa tinggi-, menjadikan Si₃N₄ substrat pilihan untuk pembungkusan modul IGBT dan SiC. Di luar automotif, substrat Si₃N₄ menjanjikan dalam aeroangkasa, relau industri, sistem daya tarikan dan elektronik pintar.
Mengapa Silicon Nitride Cemerlang untuk Aplikasi NEV
1. Kekonduksian Terma yang Mencukupi untuk-Peranti Kuasa Tinggi
----Si₃N₄: 80–120 W/(m·K) – memenuhi sepenuhnya keperluan penyejukan NEV IGBT
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – tidak mencukupi untuk modul berkuasa tinggi
----AlN: 150–220 W/(m·K) – kekonduksian yang sangat baik tetapi rapuh dan mahal
Untuk ketumpatan kuasa NEV, Si₃N₄ menawarkan keseimbangan optimum prestasi terma dan kos.
2. Kekuatan dan Ketangguhan Unggul
----Si₃N₄: kekuatan lentur 700–900 MPa, keliatan yang sangat baik
----Al₂O₃: 300–400 MPa, rapuh
----AlN: 250–350 MPa, sangat rapuh
NEV mengalami getaran, benjolan, pecutan pantas dan kejutan suhu. Substrat Si₃N₄ menahan keretakan dan penembusan, memastikan kebolehpercayaan modul.
3. Pengembangan Terma Padan dengan Cip Silikon
----Pekali pengembangan terma Si₃N₄ hampir sepadan dengan cip silikon dan IGBT. Semasa pengecasan pantas atau pemanduan berkelajuan tinggi, ia menghalang penyimpangan pateri atau putus wayar yang disebabkan oleh kitaran haba.
4. Suhu Tinggi, Penuaan, Kelembapan dan Rintangan Kakisan
----Petak enjin adalah keras: suhu tinggi, kelembapan, minyak dan getaran. Rintangan pengoksidaan Si₃N₄, toleransi kejutan haba dan penebat elektrik memanjangkan jangka hayat substrat 2–3 kali ganda berbanding alternatif, mengurangkan risiko waranti.
5. Kos Optimum-Prestasi untuk Pengeluaran Besar-besaran
----AlN mahal, Al₂O₃ berprestasi rendah; Si₃N₄ menawarkan keseimbangan kuasa tinggi, kebolehpercayaan dan kecekapan kos yang betul. Pengeluar terkemuka seperti BYD, CATL, Inovance dan StarPower semakin mengguna pakai substrat Si₃N₄ pada skala.
Kesimpulan
NEV menuntut-kuasa tinggi, boleh dipercayai, tahan getaran-dan substrat berkeupayaan-mengecas-pantas. Silikon nitrida memberikan kekonduksian terma yang tinggi, kekuatan unggul, pengembangan haba yang rendah, rintangan hentaman dan jangka hayat-menyelesaikan pengehadan Al₂O₃ dan AlN, menjadikannya pilihan optimum untuk modul kuasa automotif.
Tinjauan Industri
Proses AMB-substrat Si₃N₄ adalah kompleks dan mahal, dengan pilihan pateri terhad, menjadikan pengeluaran lebih mencabar daripada DBC atau DPC. Pada masa ini, pasaran AMB Si₃N₄ global adalah kecil. Walau bagaimanapun, memandangkan peranti IGBT dan SiC arah aliran ke arah kuasa yang lebih tinggi dan pengecilan, permintaan untuk substrat Si₃N₄ dijangka meningkat dengan ketara.
Di YCLaser, kamimesin pemotong laser seramik ketepatanboleh memproses substrat Si₃N₄ dengan cekap, memperkasakan teknologi NEV yang baru muncul.Hubungi kamiuntuk menyesuaikan penyelesaian pemotongan optimum untuk aplikasi anda.
