Uue energiasõiduki (NEV) IGBT-moodulid seisavad silmitsi suure võimsusega, intensiivse vibratsiooni, suurte temperatuurikõikumiste ja karmi keskkonnaga. AMB protsessi käigus toodetud räninitriidist (Si₃N4) keraamilised substraadid pakuvad kõrget soojusjuhtivust, madalat soojustakistust, tugevat töökindlust ja suurepärast vasekihi nakkuvust. Need omadused lahendavad suure võimsusega SiC seadmete soojus- ja töökindluse kitsaskohti, muutes Si₃N₄ IGBT ja SiC moodulite pakendamiseks eelistatud substraadiks. Lisaks autotööstusele on Si₃N₄ substraadid paljulubavad kosmosetööstuses, tööstusahjudes, veosüsteemides ja nutikas elektroonikas.
Miks silikoonnitriid sobib suurepäraselt NEV-rakenduste jaoks?
1. Piisav soojusjuhtivus suure võimsusega{1}}seadmete jaoks
----Si₃N4: 80–120 W/(m·K) – vastab täielikult NEV IGBT jahutusvajadustele
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – suure võimsusega moodulite jaoks ebapiisav
----AlN: 150–220 W/(m·K) – suurepärane juhtivus, kuid rabe ja kulukas
NEV võimsustiheduse korral pakub Si₃N₄ soojusliku jõudluse ja kulude optimaalset tasakaalu.
2. Suurepärane tugevus ja sitkus
----Si₃N4: paindetugevus 700–900 MPa, suurepärane sitkus
----Al₂O₃: 300–400 MPa, rabe
----AlN: 250–350 MPa, äärmiselt rabe
NEV-id kogevad vibratsiooni, lööke, kiiret kiirendust ja temperatuurišokke. Si₃N₄ substraadid on vastupidavad pragunemisele ja kihistumisele, tagades mooduli töökindluse.
3. Soojuspaisumine sobib räni kiipidega
----Si₃N₄ soojuspaisumise koefitsient ühtib täpselt räni ja IGBT kiipide omaga. Kiirlaadimise või kiire sõidu ajal hoiab see ära jootmise kihistumise või termilise tsükli põhjustatud traadi purunemise.
4. Kõrge temperatuuri-, vananemis-, niiskus- ja korrosioonikindlus
----Mootoriruumid on karmid: kõrge temperatuur, niiskus, õli ja vibratsioon. Si₃N₄ oksüdatsioonikindlus, termošokitaluvus ja elektriisolatsioon pikendavad substraadi eluiga 2–3 korda võrreldes alternatiividega, vähendades sellega garantiiriske.
5. Optimaalne kulu-jõudlus masstootmise jaoks
----AlN on kulukas, Al₂O3 ei toimi; Si₃N₄ pakub õiget tasakaalu suure võimsuse, töökindluse ja kulutõhususe vahel. Juhtivad tootjad, nagu BYD, CATL, Innovance ja StarPower, võtavad üha enam kasutusele Si₃N₄-substraate.
Järeldus
NEV-id nõuavad suure-võimsusega, töökindlaid, vibratsioonikindlaid-ja kiiresti{2}}laadivaid-substraate. Räninitriid tagab kõrge soojusjuhtivuse, suurepärase tugevuse, väikese soojuspaisuvuse, löögikindluse ja pika eluea,{5}}lahendades Al₂O₃ ja AlN piirangud, muutes selle optimaalseks valikuks autode jõumoodulite jaoks.
Tööstuse väljavaade
AMB-töötlevad Si₃N₄-substraadid on keerulised ja kulukad ning piiratud jootevõimalustega, mis muudab tootmise keerulisemaks kui DBC või DPC. Praegu on ülemaailmne AMB Si₃N₄ turg väike. Kuna aga IGBT- ja SiC-seadmed liiguvad suurema võimsuse ja miniaturiseerimise poole, kasvab nõudlus Si₃N₄ substraatide järele märkimisväärselt.
YCLaseris on meietäppiskeraamilised laserlõikusmasinadsuudab tõhusalt töödelda Si₃N₄ substraate, andes volitused esilekerkivatele NEV-tehnoloogiatele.Võtke meiega ühendustet kohandada oma rakenduste jaoks optimaalset lõikelahendust.
