Křemíkové nitridové destičky

Polopisy nitridu křemíku Semicorex jsou vysoce výkonné keramické substráty určené k provádění přísné zátěže energetické elektroniky, které nabízejí dlouhou životnost a vysoký výkon tepelného výkonu, protože technologie se stává menší a náročnější.Křemíkový nitridSubstráty dosahují popularity v důsledku jedinečné kombinace mechanické pevnosti, lomové houževnatosti a tepelné vodivosti, což z nich činí atraktivní substrát variantu ve vysoce reliabilitě, vysoce výkonné výkonové moduly, kde již nemohou splňovat požadavky.

Vysoká lomová houževnatost (K₁) poskytuje vlastnosti keramiky nitridu křemíku, které jiné materiály substrátu nemají. Tyto destičky mají vysokou odolnost vůči poškození praskání a selhání způsobené tepelným cyklováním nebo cyklickým zatížením. To znamená, že destička nitridu křemíku pojme významnou úroveň mechanického a tepelného napětí bez poškození, což zvyšuje spolehlivost systému. Výsledkem vysoké síly ohybu je tenčí průřez nitridových destiček křemíku; Proto mohou vážit méně a zabírat méně místa při výkonu stejné schopnosti. Pokud jde o tepelný výkon, destičky nitridu křemíku působí podobně jako ALN s rychlým rozptylem tepla v nejextrémnějších podmínkách výkonu.

Vzhledem k tomu, že požadavky na výkon neustále postupují, zejména pokud jde o elektrická a hybridní elektrická vozidla (XEV), tradiční keramické materiály se blíží svým omezením. V případech, kdy se teplota křižovatky čipu roste ze 150 ° C na 200 ° C, mohou ztráty přepínání snížit o více než 10 %, což zvyšuje účinnost systému. Tato tepelná výhoda přichází s větší poptávkou, že tepelná a mechanická spolehlivost substrátových materiálů dokáže odolávat a strukturální vlastnosti desek nitridu křemíku vynikají v těchto oblastech.

Tolerance tepelných šoků je další hlavní výhodou desek Si₃n₄. Tolerance k rychlým změnám teploty staví destičky Si₃n₄ v ideální poloze pro aplikace tepelných šoků, kde dochází k více cyklování energie. Moduly s vysokou hustotou s výkonem nepřetržitě přepínací zařízení zapínají a vypínají tepelně načteny, aby se prodloužily životnost a minimalizovaly úsilí o údržbu.

Přechod na techniky pokročilých balení, jako jsou sestavy bez pájů a moduly bez drátu, je dalším hlediskem pro nárokování očekávání substrátu. Tyto techniky zdůrazňují zlepšenou elektrickou účinnost a mechanickou robustnost, ale zvyšují požadavky na teplotu montáže a toleranci stresu na substrátu. Křemikonové nitridové destičky mohou tento požadavek splnit.

Kromě mechanických a tepelných výhod jsou substráty nitridu křemíku vyššími elektrickými izolátory, které udržují vysokou dielektrickou pevnost i při zvýšených teplotách. To zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz ve vysoce napěťových aplikacích kritickými pro rozvoj energetické elektroniky v automobilové, průmyslové a obnovitelné energii.

Aplikace nitridových destiček křemíku se nekončí u elektrických vozidel, používají se také v průmyslových motorových pohonech, převaděči větrných energií, trakcí železniční trakce, moduly výkonu letectví a špičkové spotřební elektronice, kdekoli je nutný stabilní, tepelně vodivý a elektricky izolační substrát.

Například u měničů elektrických vozidel může designéři vysoká spojovací teplota minimalizovat jejich požadavky na chlazení, což má za následek lehčí hmotnosti a maximální účinnost systému, zatímco u převaděčů větrné turbíny, relativní tepelná stabilita a mechanickou spolehlivost nitridu silikonu pomáhá udržovat spolehlivou výkonnost v nejhorším prostředí environmentálních podmínek.

Nitrid křemíku je hlavním skokem v moderní technologii substrátu nad nitridem aluminou nebo hliníkem, což umožňuje tenčí a lehčí konstrukce a nabízí zlepšenou houževnatost a spolehlivost ve srovnání s minulostí, což umožňuje inženýrům vyvinout další generaci vysoce výkonných modulů s důvěrou.