เหตุใดพื้นผิวซิลิคอนไนไตรด์จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่

โมดูล IGBT ของรถยนต์พลังงานใหม่ (NEV) ต้องเผชิญกับกำลังสูง การสั่นสะเทือนที่รุนแรง อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงในวงกว้าง และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง พื้นผิวเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄) ที่ผลิตผ่านกระบวนการ AMB มีค่าการนำความร้อนสูง ต้านทานความร้อนต่ำ มีความน่าเชื่อถือสูง และการยึดเกาะของชั้นทองแดงที่ดีเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้แก้ไขปัญหาคอขวดด้านความร้อนและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ SiC กำลังสูง- ทำให้ Si₃N₄ เป็นสารตั้งต้นที่ต้องการสำหรับบรรจุภัณฑ์โมดูล IGBT และ SiC นอกเหนือจากยานยนต์แล้ว พื้นผิว Si₃N₄ ยังมีแนวโน้มที่ดีในการบินและอวกาศ เตาอุตสาหกรรม ระบบฉุดลาก และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ

เหตุใดจึงต้องใช้ซิลิคอนไนไตรด์ Excels สำหรับการใช้งาน NEV
1. ค่าการนำความร้อนที่เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ที่มีกำลังสูง-
----Si₃N₄: 80–120 W/(m·K) – ตอบสนองความต้องการการทำความเย็น NEV IGBT อย่างเต็มที่
----Al₂O₃: 20–35 W/(m·K) – ไม่เพียงพอสำหรับโมดูลกำลังสูง
----AlN: 150–220 W/(m·K) – การนำไฟฟ้าดีเยี่ยมแต่เปราะและมีราคาแพง
สำหรับความหนาแน่นของพลังงาน NEV นั้น Si₃N₄ ให้ความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดของประสิทธิภาพการระบายความร้อนและราคา

2. ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่เหนือกว่า
----Si₃N₄: ความต้านทานแรงดัดงอ 700–900 MPa ความเหนียวดีเยี่ยม
----Al₂O₃: 300–400 MPa เปราะ
----AlN: 250–350 MPa เปราะมาก
NEV ประสบกับการสั่นสะเทือน การกระแทก การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ พื้นผิว Si₃N₄ ต้านทานการแตกร้าวและการหลุดล่อน ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของโมดูล

3. การขยายตัวทางความร้อนตรงกับชิปซิลิคอน
----ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของ Si₃N₄ ใกล้เคียงกันอย่างใกล้ชิดกับค่าสัมประสิทธิ์ของชิปซิลิคอนและ IGBT ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็วหรือการขับขี่ด้วยความเร็วสูง จะป้องกันการหลุดล่อนของบัดกรีหรือการแตกหักของสายไฟที่เกิดจากการหมุนเวียนของความร้อน

4. ทนต่ออุณหภูมิสูง อายุ ความชื้น และการกัดกร่อน
----ห้องเครื่องยนต์มีความกระด้าง: อุณหภูมิสูง ความชื้น น้ำมัน และการสั่นสะเทือน ความต้านทานต่อออกซิเดชัน ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และฉนวนไฟฟ้าของ Si₃N₄ ช่วยยืดอายุการใช้งานของพื้นผิวได้ 2-3 เท่า เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์อื่นๆ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการรับประกัน

5. ต้นทุนที่เหมาะสมที่สุด-ประสิทธิภาพสำหรับการผลิตจำนวนมาก
----AlN มีราคาแพง Al₂O₃ มีประสิทธิภาพต่ำกว่า Si₃N₄ มอบความสมดุลที่ลงตัวระหว่างกำลังสูง ความน่าเชื่อถือ และความคุ้มค่า ผู้ผลิตชั้นนำ เช่น BYD, CATL, Inovance และ StarPower กำลังนำซับสเตรต Si₃N₄ มาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ

บทสรุป
NEV ต้องการวัสดุพิมพ์ที่มี-พลังงานสูง เชื่อถือได้- ทนทานต่อการสั่นสะเทือน และ-ชาร์จเร็ว- ซิลิคอนไนไตรด์มีค่าการนำความร้อนสูง ความแข็งแรงที่เหนือกว่า การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทนต่อแรงกระแทก และอายุการใช้งานยาวนาน-ช่วยแก้ไขข้อจำกัดของ Al₂O₃ และ AlN ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโมดูลพลังงานในยานยนต์

แนวโน้มอุตสาหกรรม
วัสดุซับสเตรต Si₃N₄ ในกระบวนการ AMB- มีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง โดยมีตัวเลือกการบัดกรีที่จำกัด ทำให้การผลิตมีความท้าทายมากกว่า DBC หรือ DPC ปัจจุบันตลาด AMB Si₃N₄ ทั่วโลกมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุปกรณ์ IGBT และ SiC มีแนวโน้มไปสู่พลังงานที่สูงขึ้นและการย่อขนาด ความต้องการซับสเตรต Si₃N₄ จึงคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ YCLaser ของเราเครื่องตัดเลเซอร์เซรามิกที่มีความแม่นยำสามารถประมวลผลซับสเตรต Si₃N₄ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มศักยภาพให้กับเทคโนโลยี NEV ที่เกิดขึ้นใหม่ติดต่อเราเพื่อปรับแต่งโซลูชันการตัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ