New Energy Vehicle (NEV) IGBT-moduler står over for høj effekt, intense vibrationer, brede temperaturudsving og barske miljøer. Siliciumnitrid (Si₃N₄) keramiske substrater fremstillet via AMB-processen tilbyder høj termisk ledningsevne, lav termisk modstand, stærk pålidelighed og fremragende kobberlagsadhæsion. Disse egenskaber adresserer de termiske og pålidelige flaskehalse ved høj-SiC-enheder, hvilket gør Si₃N₄ til det foretrukne substrat til IGBT- og SiC-modulpakning. Ud over bilindustrien er Si₃N₄-substrater lovende i rumfart, industrielle ovne, traktionssystemer og smart elektronik.
Hvorfor Silicon Nitride Excels til NEV-applikationer
1. Tilstrækkelig termisk ledningsevne til høj-enheder
----Si₃N₄: 80–120 W/(m·K) – opfylder fuldt ud NEV IGBT kølebehov
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – utilstrækkelig til højeffektmoduler
----AlN: 150–220 W/(m·K) – fremragende ledningsevne, men skørt og dyrt
For NEV-effekttætheder tilbyder Si₃N₄ en optimal balance mellem termisk ydeevne og omkostninger.
2. Overlegen styrke og sejhed
----Si₃N₄: bøjningsstyrke 700–900 MPa, fremragende sejhed
----Al₂O₃: 300–400 MPa, skør
----AlN: 250–350 MPa, ekstremt skørt
NEV'er oplever vibrationer, stød, hurtig acceleration og temperaturchok. Si₃N₄-substrater modstår revner og delaminering, hvilket sikrer modulets pålidelighed.
3. Termisk udvidelse matcher siliciumchips
----Si₃N₄s termiske udvidelseskoefficient svarer nøje til silicium- og IGBT-chips. Under hurtig opladning eller højhastighedskørsel forhindrer den loddelaminering eller ledningsbrud forårsaget af termisk cykling.
4. Høj temperatur, ældning, fugt og korrosionsbestandighed
---- Motorrum er hårde: høje temperaturer, fugt, olie og vibrationer. Si₃N₄s oxidationsmodstand, termiske stødtolerance og elektriske isolering forlænger substratets levetid 2-3 gange i forhold til alternativer, hvilket reducerer garantirisici.
5. Optimal omkostning-Ydeevne for masseproduktion
----AlN er dyrt, Al2O3 underpræsterer; Si₃N₄ tilbyder den rette balance mellem høj effekt, pålidelighed og omkostningseffektivitet. Førende producenter som BYD, CATL, Inovance og StarPower bruger i stigende grad Si₃N₄-substrater i stor skala.
Konklusion
NEV'er kræver høj-effekt, pålidelig, vibrations-bestandig og hurtig-opladning-underlag. Siliciumnitrid leverer høj termisk ledningsevne, overlegen styrke, lav termisk ekspansion, slagfasthed og lang levetid-, hvilket løser begrænsningerne ved Al₂O₃ og AlN, hvilket gør det til det optimale valg til motorkraftmoduler.
Industri Outlook
AMB-proces Si₃N₄-substrater er komplekse og dyre med begrænsede loddemuligheder, hvilket gør produktionen mere udfordrende end DBC eller DPC. I øjeblikket er det globale AMB Si₃N₄-marked lille. Men efterhånden som IGBT- og SiC-enheder udvikler sig mod højere effekt og miniaturisering, forventes efterspørgslen efter Si₃N4-substrater at vokse betydeligt.
Hos YCLaser er vorespræcisions keramiske laserskæremaskinerkan effektivt behandle Si₃N₄-substrater, hvilket styrker nye NEV-teknologier.Kontakt osat tilpasse den optimale skæreløsning til dine applikationer.
