गर्मी अपव्यय चुनौतियों का समाधान — IGBT मॉड्यूल के लिए उच्च तापीय चालकता सिलिकॉन नाइट्राइड सब्सट्रेट
2025-11-12
आधुनिक इलेक्ट्रिक वाहनों, रेलवे कर्षण और औद्योगिक ड्राइव में, IGBT पावर मॉड्यूल अक्सर उच्च तापीय भार के कारण ज़्यादा गरम होने, परतबंदी और थकान विफलता से पीड़ित होते हैं। पारंपरिक एल्यूमिना या एल्यूमीनियम नाइट्राइड सब्सट्रेट तापीय चालकता और यांत्रिक दृढ़ता को संतुलित नहीं कर सकते हैं, जिससे सेवा जीवन कम हो जाता है।
उच्च तापीय चालकता सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक सब्सट्रेट 90–100 W/m·K की तापीय चालकता, 600 MPa से ऊपर की लचीली ताकत और 2.8–3.2×10⁻⁶/K का तापीय विस्तार गुणांक प्रदान करता है, जो तापीय तनाव को कम करने के लिए सिलिकॉन चिप्स से पूरी तरह मेल खाता है।
इसमें उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन (>20 kV/mm) और कम परावैद्युत हानि भी है (<0.001), जो उच्च वोल्टेज और आवृत्ति पर सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करता है। DBC या AMB धातुकरण को अपनाकर, Si₃N₄ सब्सट्रेट तापीय अपव्यय और विश्वसनीयता को अनुकूलित करते हुए, तांबे के साथ कुशल बंधन प्राप्त करते हैं।
IGBT और SiC पावर मॉड्यूल में, यह सब्सट्रेट जंक्शन तापमान को 15–20°C तक कम करता है और मॉड्यूल के जीवनकाल को 3× तक बढ़ाता है, जिससे यह EV पावर इनवर्टर, हाई-स्पीड ट्रेन, नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर और स्मार्ट ग्रिड के लिए एक पसंदीदा विकल्प बन जाता है।
Si₃N₄ सिरेमिक अगली पीढ़ी की पावर इलेक्ट्रॉनिक्स पैकेजिंग सामग्री का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो चरम तापीय चक्रण के तहत बेहतर प्रदर्शन, स्थायित्व और ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हैं।