Αντιμετωπίζοντας τις προκλήσεις υψηλής πυκνότητας ισχύος και θερμικών αποτυχιών

Καθώς οι ημιαγωγοί τρίτης γενιάς όπως οι μονάδες SiC, GaN και IGBT συνεχίζουν να εξελίσσονται προς υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και συχνότητα διασύνδεσης,Οι πελάτες αντιμετωπίζουν αυξανόμενες προκλήσεις όσον αφορά τη θερμική βλάβη και την αξιοπιστία των συσκευών- υπό λειτουργία υψηλών θερμοκρασιών και υψηλού ρεύματος, τα συμβατικά υποστρώματα αλουμινίου ή νιτρικού αλουμινίου συχνά υποφέρουν από χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και κακή μηχανική αντοχή,που οδηγεί σε υπερθέρμανση, κόπωση από συγκόλληση ή αποστρωματοποίηση.

Το κεραμικό υπόστρωμα νιτρώματος του πυριτίου (Si3N4) υψηλής θερμικής αγωγιμότητας παρέχει μια πρωτοποριακή λύση.Κατασκευασμένο από σκόνη Si3N4 υψηλής καθαρότητας μέσω σχηματισμού και συγκόλλησης με ακρίβεια άνω των 2000 °C, παρέχει θερμική αγωγιμότητα > 80 W/ (((m·K), μαζί με εξαιρετική μόνωση, χαμηλή διηλεκτρική απώλεια και ανώτερη κάμψη.

Σε αντίθεση με τα συμβατικά υλικά, ο συντελεστής θερμικής διαστολής του νιτρικού πυριτίου ταιριάζει στενά με τα τσιπ του πυριτίου, μειώνοντας το θερμικό στρες και αποτρέποντας την αποστρωμάτωση.Η υψηλή αντοχή του σε σπάσιμο και η αντοχή του σε θερμικά σοκ εξασφαλίζουν την αξιοπιστία του σε γρήγορους κύκλους θέρμανσης και συχνές λειτουργίες εκκίνησης-αποστολής, η οποία παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μονάδας.

Τα κεραμικά υποστρώματα νιτρικού πυριτίου χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως σε μονάδες κίνησης κινητήρων ηλεκτρικών οχημάτων, μετατροπείς σιδηροδρομικής έλξης, συστήματα ελέγχου τρένων υψηλής ταχύτητας και μονάδες ισχύος ταχείας φόρτισης.Τα σχόλια των πελατών δείχνουν έως και 15% χαμηλότερη θερμοκρασία διασταύρωσης και τριπλάσια βελτίωση της ζωής θερμικού κύκλου σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υποστρώματα.

Με την υψηλή θερμική αγωγιμότητα, τη μηχανική αξιοπιστία και την ηλεκτρική μόνωση,τα κεραμικά υποστρώματα νιτρικού πυριτίου έχουν γίνει το προτιμώμενο υλικό για τη συσκευασία ηλεκτρονικής ενέργειας επόμενης γενιάς και τη θερμική διαχείριση, υποστηρίζοντας ασφαλέστερα, μακροχρόνια και πιο αποδοτικά συστήματα ημιαγωγών.