حل چالشهای اتلاف گرما — زیرلایههای نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا برای ماژولهای IGBT
2025-11-12
در وسایل نقلیه الکتریکی مدرن، کشش ریلی و درایوهای صنعتی، ماژولهای قدرت IGBT اغلب به دلیل بارهای حرارتی بالا از گرم شدن بیش از حد، لایهبرداری و خرابی ناشی از خستگی رنج میبرند. زیرلایههای سنتی آلومینا یا نیترید آلومینیوم نمیتوانند رسانایی حرارتی و چقرمگی مکانیکی را متعادل کنند و این امر منجر به کاهش عمر مفید میشود.
زیرلایه سرامیکی نیترید سیلیکون با هدایت حرارتی بالا، یک راهحل بهینه با هدایت حرارتی 90 تا 100 وات بر متر کلوین، استحکام خمشی بالای 600 مگاپاسکال و ضریب انبساط حرارتی 2.8 تا 3.2 ضربدر 10 به توان منفی 6 بر کلوین ارائه میدهد که کاملاً با تراشههای سیلیکونی مطابقت دارد تا تنش حرارتی را به حداقل برساند.
همچنین دارای عایق الکتریکی عالی (بیشتر از 20 کیلو ولت بر میلیمتر) و تلفات دیالکتریک کم (<0.001) است که عملکرد ایمن را در ولتاژ و فرکانس بالا تضمین میکند. با استفاده از متالیزاسیون DBC یا AMB، زیرلایههای Si₃N₄ به پیوند کارآمد با مس دست مییابند و اتلاف گرما و قابلیت اطمینان را بهینه میکنند.
در ماژولهای قدرت IGBT و SiC، این زیرلایه دمای اتصال را 15 تا 20 درجه سانتیگراد کاهش میدهد و عمر ماژول را تا 3 برابر افزایش میدهد و آن را به انتخابی ارجح برای اینورترهای قدرت EV، قطارهای پرسرعت، مبدلهای انرژی تجدیدپذیر و شبکههای هوشمند تبدیل میکند.
سرامیکهای Si₃N₄ نسل بعدی مواد بستهبندی الکترونیک قدرت را نشان میدهند که عملکرد، دوام و راندمان انرژی برتری را تحت چرخه حرارتی شدید ارائه میدهند.