Tấm nitride silicon

Các tấm nitride silicon semicorex là chất nền gốm hiệu suất cao được thiết kế để thực hiện gánh nặng nghiêm ngặt của điện tử công suất, cung cấp tuổi thọ dài và hiệu suất nhiệt cao, khi công nghệ trở nên nhỏ hơn và đòi hỏi nhiều hơn.Silicon nitrideCác chất nền đang đạt được sự phổ biến do sự kết hợp duy nhất của cường độ cơ học, độ bền gãy và độ dẫn nhiệt, làm cho chúng trở thành một tùy chọn cơ chất hấp dẫn trong các mô-đun năng lượng hiệu suất cao, hiệu suất cao, trong đó các vật liệu thông thường, như alumina (AL₂O₃) hoặc nitride nhôm (ALN), có thể đáp ứng nhu cầu.

Độ bền gãy cao (K₁) cho các đặc tính gốm silicon nitride mà các vật liệu cơ chất khác không có. Những tấm này có khả năng chống nứt và tổn thương thất bại cao gây ra bởi đạp xe nhiệt hoặc tải theo chu kỳ. Điều này có nghĩa là một tấm nitride silicon sẽ phù hợp với mức độ căng thẳng cơ học và nhiệt đáng kể, mà không bị hư hại, làm tăng độ tin cậy của hệ thống. Một kết quả của cường độ uốn cao là mặt cắt mỏng hơn của các tấm nitride silicon; Do đó, chúng có thể cân nặng ít hơn và chiếm ít không gian hơn trong khi thực hiện với cùng một khả năng. Về hiệu suất nhiệt, các tấm nitride silicon hoạt động tương tự như ALN với sự phân tán nhiệt nhanh trong các điều kiện hiệu suất cực đoan nhất.

Khi nhu cầu về hiệu suất tiếp tục tiến triển, đặc biệt là liên quan đến xe điện và hybrid (XEV), vật liệu gốm truyền thống đang gần như giới hạn của chúng. Trong trường hợp nhiệt độ điểm nối chip tăng từ 150 ° C lên 200 ° C, việc chuyển đổi tổn thất có thể giảm hơn 10 %, điều này làm tăng hiệu quả hệ thống. Lợi thế nhiệt này đi kèm với nhu cầu lớn hơn rằng độ tin cậy của nhiệt và cơ học của vật liệu có thể chịu được, và các tính chất cấu trúc của các tấm nitride silicon vượt trội ở các vùng này.

Dung dịch sốc nhiệt là một lợi thế lớn khác của các tấm Si₃n₄. Sự dung nạp cho các thay đổi nhiệt độ nhanh đặt các tấm Si₃n₄ ở vị trí lý tưởng cho các ứng dụng sốc nhiệt nơi diễn ra nhiều xe đạp điện. Các mô-đun mật độ công suất cao liên tục chuyển đổi các thiết bị bật và tắt đã bị sốc nhiệt để kéo dài thời gian sống và giảm thiểu các nỗ lực bảo trì.

Việc chuyển đổi sang các kỹ thuật đóng gói nâng cao như các tổ hợp không có dây hàn và các mô-đun không liên kết dây là một cân nhắc khác cho các kỳ vọng về chất nền. Những kỹ thuật này nhấn mạnh hiệu quả điện được cải thiện và độ bền cơ học, nhưng do đó làm tăng nhu cầu của nhiệt độ lắp ráp và khả năng chịu ứng suất trên đế. Các tấm nitride silicon có thể đáp ứng yêu cầu này.

Ngoài các lợi ích cơ học và nhiệt, chất nền nitride silicon là chất cách điện cao hơn, duy trì cường độ điện môi cao ngay cả ở nhiệt độ cao. Điều này đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy trong các ứng dụng điện áp cao quan trọng đối với việc phát triển các thiết bị điện tử năng lượng trong các ứng dụng năng lượng ô tô, công nghiệp và tái tạo.

Các ứng dụng của các tấm silicon nitride không dừng lại với xe điện, chúng cũng được sử dụng trong các ổ đĩa động cơ công nghiệp, bộ chuyển đổi năng lượng gió, lực kéo đường sắt, mô-đun năng lượng hàng không vũ trụ và thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp ở bất cứ nơi nào cần thiết.

Ví dụ, trong các bộ biến tần xe điện, nhiệt độ tiếp giáp cao có nghĩa là các nhà thiết kế có thể giảm thiểu yêu cầu làm mát của họ, dẫn đến trọng lượng nhẹ hơn và hiệu quả hệ thống tối đa, trong khi trong các bộ chuyển đổi tuabin gió, độ ổn định nhiệt tương đối và độ tin cậy cơ học của silicon nitride giúp duy trì hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện tồi tệ nhất.

Silicon Nitride là một bước nhảy vọt trong công nghệ cơ chất hiện đại đối với alumina hoặc nhôm nitride, cho phép các thiết kế mỏng hơn và nhẹ hơn, và cung cấp độ bền và độ tin cậy được cải thiện khi so sánh với quá khứ, cho phép các kỹ sư phát triển các mô-đun năng lượng hiệu suất cao tiếp theo.