Szilícium -nitrid lemezek

A Semicorex szilícium-nitridlemezek nagy teljesítményű kerámia szubsztrátok, amelyek célja az energiaelektronika szigorú terhelése, amelyek hosszú élettartamot és nagy hőteljesítményt nyújtanak, mivel a technológia kisebb és igényesebbé válik.Szilícium -nitridA szubsztrátok népszerűséget érnek el a mechanikai szilárdság, a törés szilárdságának és a hővezető képességének egyedülálló kombinációja miatt, így vonzó szubsztrát opcióvá válik a nagy megbízhatóságú, nagy teljesítményű energiamodulok, ahol a hagyományos anyagok, például az alumínium-oxid (Al₂o₃) vagy az alumínium-nitrid (ALN), már nem felelnek meg a követelmények elvárásainak.

A nagy törés -szilárdság (K₁) szilícium -nitrid kerámia tulajdonságokat ad, amelyek más szubsztrát anyagok nem rendelkeznek. Ezek a lemezek nagy ellenállással bírnak a repedések és a kudarcok károsodása ellen, amelyet termikus ciklus vagy ciklikus terhelés okoz. Ez azt jelenti, hogy a szilícium -nitrid lemez jelentős szintű mechanikai és termikus feszültséget fog befogadni, károsodás nélkül, ami növeli a rendszer megbízhatóságát. A nagy hajlítási szilárdság eredménye a szilícium-nitridlemezek vékonyabb keresztmetszete; Ezért kevesebbet súlyozhatnak, és kevesebb helyet foglalhatnak el, miközben ugyanazon képességgel teljesítenek. A hőteljesítmény szempontjából a szilícium -nitridlemezek hasonlóan működnek az ALN -hez, a legszélsőségesebb teljesítmény körülmények között gyors hőeloszlással.

Mivel a teljesítményigények folyamatosan fejlődnek, különös tekintettel az elektromos és hibrid elektromos járművekre (XEV -k), a hagyományos kerámia anyagok közelednek korlátozásaikhoz. Azokban az esetekben, amikor a chip -csomópont hőmérséklete 150 ° C -ról 200 ° C -ra növekszik, a kapcsolási veszteségek több mint 10 %-kal csökkenhetnek, ami növeli a rendszer hatékonyságát. Ez a termikus előny nagyobb követelmény, hogy a szubsztrát anyagok termikus és mechanikai megbízhatósága ellenálljon, és a szilícium -nitridlemezek szerkezeti tulajdonságai kiemelkednek ezekben a régiókban.

A termikus sokk -tolerancia a Si₃n₄ lemezek másik fő előnye. A gyors hőmérsékleti változásokkal szembeni tolerancia a Si₃n₄ lemezeket ideális helyzetbe hozza a termikus sokk alkalmazásokhoz, ahol a többszörös energiaciklus zajlik. A nagy teljesítményű sűrűségű modulok folyamatosan bekapcsolják a be- és kikapcsoló eszközöket, hogy az élettartam meghosszabbítása és a karbantartási erőfeszítések minimalizálása érdekében termikusan sokkkal töltve van.

A fejlett csomagolási technikák, például a forrasztás nélküli szerelvények és a vezetékkötés nélküli modulok felé történő átmenet további szempont a szubsztrát elvárásainak igénylésére. Ezek a technikák hangsúlyozzák a jobb elektromos hatékonyságot és a mechanikai robusztusságot, de ezáltal megnöveli az összeszerelési hőmérséklet és a stressztűrés igényeit a szubsztráton. A szilícium -nitridlemezek teljesítik ezt a követelményt.

A mechanikai és hőkorongok mellett a szilícium -nitrid szubsztrátok kiváló elektromos szigetelők, amelyek megnövekedett hőmérsékleten is magas dielektromos szilárdságot tartanak fenn. Ez biztosítja a biztonságos és megbízható működést a nagyfeszültségű alkalmazásokban, amelyek kritikusak az energiaelektronika fejlesztése szempontjából az autóipari, ipari és megújuló energia alkalmazásokban.

A szilícium-nitridlemezek alkalmazása nem áll meg az elektromos járművekkel, hanem ipari motoros meghajtókban, szélenergia-konverterekben, vasúti tapadásban, repülőgép-energiamodulokban és csúcskategóriás fogyasztói elektronikában is használják, ahol stabil, hővezető és elektromosan szigetelő szubsztrát szükséges.

Például az elektromos járművek frekvenciaváltókban a magas csomópont hőmérséklete azt jelenti, hogy a tervezők minimalizálhatják hűtési igényeiket, ami könnyebb súlyokat eredményez, és a rendszer maximális hatékonyságát eredményezheti, míg a szélturbinát konvertereknél a szilícium -nitrid relatív hőstabilitása és mechanikai megbízhatósága segíti a megbízható teljesítmény fenntartását a legrosszabb környezeti körülmények között.

A szilícium-nitrid a modern szubsztrát technológiában az alumínium-oxid vagy az alumínium-nitrid feletti fő ugrás, lehetővé téve a vékonyabb és könnyebb mintákat, és javítja a szilárdságot és a megbízhatóságot a múlthoz képest, lehetővé téve a mérnökök számára, hogy a nagy teljesítményű energiamodulok következő generációját fejlesszék ki magabiztosan.