Piastre di nitruro di silicio

Le piastre di nitruro di silicio Semicorex sono substrati ceramici ad alte prestazioni progettati per eseguire il rigoroso carico di elettronica di potenza, che offrono una lunga durata e prestazioni termiche ad alte prestazioni termiche, man mano che la tecnologia diventa più piccola e più impegnativa.Nitruro di silicioI substrati stanno raggiungendo la popolarità a causa di una combinazione unica di resistenza meccanica, resistenza alla frattura e conducibilità termica, rendendoli un'opzione di substrato attraente in alta affidabilità, i moduli di potenza ad alte prestazioni, in cui i materiali convenzionali, come l'alumina (al₂o₃) o il nitruro di aluminio (ALN), non possono più soddisfare le aspettative.

L'elevata resistenza alla frattura (K₁) fornisce proprietà in ceramica di nitruro di silicio che altri materiali del substrato non hanno. Queste piastre hanno un'alta resistenza ai danni da crack e fallimento causati dal ciclo termico o dal carico ciclico. Ciò significa che una piastra di nitruro di silicio accoglierà un livello significativo di sollecitazione meccanica e termica, senza danni, che aumenta l'affidabilità del sistema. Un risultato dall'elevata resistenza alla flessione è la sezione trasversale più sottile delle piastre di nitruro di silicio; Pertanto, possono pesare meno e occupare meno spazio durante l'esecuzione della stessa capacità. In termini di prestazioni termiche, le piastre di nitruro di silicio agiscono in modo simile ad ALN con una rapida dissipazione del calore nelle condizioni di prestazione più estrema.

Poiché le richieste di prestazioni continuano a progredire, in particolare per quanto riguarda i veicoli elettrici elettrici e ibridi (XEV), i materiali ceramici tradizionali si stanno avvicinando ai loro limiti. Nei casi in cui la temperatura di giunzione del chip aumenta da 150 ° C a 200 ° C, le perdite di commutazione possono diminuire di oltre il 10 %, il che aumenta l'efficienza del sistema. Questo vantaggio termico ha una maggiore richiesta che l'affidabilità termica e meccanica dei materiali del substrato possa resistere e le proprietà strutturali delle piastre di nitruro di silicio eccellono in queste regioni.

La tolleranza agli shock termici è un altro grande vantaggio delle piastre Si₃n₄. La tolleranza ai rapidi cambiamenti di temperatura mette le piastre Si₃n₄ in una posizione ideale per le applicazioni di shock termico in cui si verifica più cicli di alimentazione. I moduli di densità ad alta potenza si accendono e spegnano continuamente i dispositivi sono carichi termicamente per estendere la vita e ridurre al minimo gli sforzi di manutenzione.

La transizione verso tecniche di imballaggio avanzate come assiemi senza saldatura e moduli senza letti in filo di filo è un'altra considerazione per le esigenze di substrato esigenti. Queste tecniche enfatizzano la migliore efficienza elettrica e la robustezza meccanica, ma quindi hanno aumentato le esigenze della temperatura di assemblaggio e della tolleranza allo stress sul substrato. Le piastre di nitruro di silicio possono soddisfare questo requisito.

A parte i benefici meccanici e termici, i substrati di nitruro di silicio sono isolanti elettrici superiori, mantenendo un'elevata resistenza dielettrica anche a temperature elevate. Ciò garantisce il funzionamento sicuro e affidabile in applicazioni ad alta tensione fondamentali per lo sviluppo dell'elettronica di alimentazione nelle applicazioni di energia automobilistica, industriale e rinnovabile.

Le applicazioni delle piastre di nitruro di silicio non si fermano con i veicoli elettrici, sono anche utilizzate in unità di motori industriali, convertitori di energia eolica, trazione ferroviaria, moduli di energia aerospaziale e elettronica di consumo di fascia alta ovunque sia richiesto un substrato stabile, termicamente conduttivo e elettricamente insulato.

Negli inverter per veicoli elettrici, ad esempio, un'elevata temperatura di giunzione significa che i progettisti possono ridurre al minimo i loro requisiti di raffreddamento, con conseguenti pesi più leggeri e la massima efficienza del sistema, mentre nei convertitori di turbine eoliche, la relativa stabilità termica e l'affidabilità meccanica del nitruro di silicio aiutano a sostenere prestazioni affidabili nel peggio delle condizioni ambientali.

Il nitruro di silicio è un grave salto nella moderna tecnologia del substrato rispetto al nitruro di allumina o in alluminio, consentendo progetti più sottili e più leggeri e offrendo con fiducia con fiducia e affidabilità migliorate rispetto al passato, consentendo agli ingegneri di sviluppare la prossima generazione di moduli di potenza ad alte prestazioni con fiducia.