Модули IGBT транспортных средств на новой энергии (NEV) сталкиваются с высокой мощностью, сильной вибрацией, резкими перепадами температур и суровыми условиями окружающей среды. Керамические подложки из нитрида кремния (Si₃N₄), изготовленные с помощью процесса AMB, обладают высокой теплопроводностью, низким термическим сопротивлением, высокой надежностью и превосходной адгезией медного слоя. Эти свойства устраняют узкие места, связанные с температурой и надежностью мощных-устройств SiC, что делает Si₃N₄ предпочтительной подложкой для корпусов модулей IGBT и SiC. Помимо автомобилестроения, подложки Si₃N₄ перспективны в аэрокосмической отрасли, промышленных печах, тяговых системах и интеллектуальной электронике.
Почему нитрид кремния превосходен для применения в NEV
1. Достаточная теплопроводность для-мощных устройств.
----Si₃N₄: 80–120 Вт/(м·К) – полностью соответствует потребностям в охлаждении NEV IGBT
----Al₂O₃: 20–35 Вт/(м·К) – недостаточно для мощных модулей
----AlN: 150–220 Вт/(м·К) – отличная проводимость, но хрупкий и дорогой.
Для плотности мощности NEV Si₃N₄ предлагает оптимальный баланс тепловых характеристик и стоимости.
2. Превосходная прочность и прочность.
----Si₃N₄: прочность на изгиб 700–900 МПа, отличная ударная вязкость.
----Al₂O₃: 300–400 МПа, хрупкий.
----AlN: 250–350 МПа, чрезвычайно хрупкий.
NEV испытывают вибрацию, удары, быстрое ускорение и температурные удары. Подложки Si₃N₄ устойчивы к растрескиванию и расслоению, обеспечивая надежность модуля.
3. Тепловое расширение соответствует кремниевым чипам
- --- Коэффициент теплового расширения Si₃N₄ близко соответствует коэффициенту теплового расширения кремния и чипов IGBT. Во время быстрой зарядки или высокоскоростного вождения он предотвращает расслоение припоя или обрыв провода, вызванный термоциклированием.
4. Высокая температура, устойчивость к старению, влаге и коррозии.
----Моторный отсек подвергается суровым условиям: высокие температуры, влага, масло и вибрация. Устойчивость Si₃N₄ к окислению, устойчивость к тепловым ударам и электрическая изоляция продлевают срок службы подложки в 2–3 раза по сравнению с альтернативами, снижая гарантийные риски.
5. Оптимальная стоимость-производительности для массового производства
----AlN дорог, Al₂O₃ неэффективен; Si₃N₄ предлагает правильный баланс высокой мощности, надежности и экономической эффективности. Ведущие производители, такие как BYD, CATL, Inovance и StarPower, все чаще внедряют подложки Si₃N₄ в больших масштабах.
Заключение
NEV требуют высокомощных,-надежных, виброустойчивых-подложек с возможностью быстрой-зарядки-. Нитрид кремния обеспечивает высокую теплопроводность, превосходную прочность, низкое тепловое расширение, ударопрочность и длительный срок службы,- устраняя ограничения Al₂O₃ и AlN, что делает его оптимальным выбором для автомобильных силовых модулей.
Перспективы отрасли
Подложки Si₃N₄ процесса AMB-сложны и дороги, а возможности пайки ограничены, что усложняет производство по сравнению с DBC или DPC. В настоящее время мировой рынок AMB Si₃N₄ невелик. Однако, поскольку устройства IGBT и SiC имеют тенденцию к увеличению мощности и миниатюризации, ожидается, что спрос на подложки Si₃N₄ значительно вырастет.
В YCLaser нашпрецизионные станки для лазерной резки керамикиможет эффективно обрабатывать подложки Si₃N₄, расширяя возможности новых технологий NEV.Связаться с намичтобы подобрать оптимальное решение для резки для ваших задач.
