ಇಂದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ (Al2O3) ಅಥವಾ AlN ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ, ಆದರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ವಿನ್ಯಾಸಕರು ಇತರ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ನೋಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. EV ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಚಿಪ್ ತಾಪಮಾನವು 150 ° C ನಿಂದ 200 ° C ಗೆ ಹೋದಾಗ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟಗಳು 10% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಹೊಸ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಾದ ಬೆಸುಗೆ-ಮುಕ್ತ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವೈರ್-ಬಾಂಡ್-ಫ್ರೀ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲ ಲಿಂಕ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ.
ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಉತ್ಪನ್ನವು ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವಂತಹ ಕಠಿಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಉಳಿಯುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಪರಿಸರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್‌ಗಳ ಅಂದಾಜು ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಹದಿನೈದು ವರ್ಷಗಳು, ಈ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸಕರು ಉನ್ನತ ತಲಾಧಾರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ.
SiC ಘಟಕಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ವರ್ಧಿತ ತಲಾಧಾರ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುವ ಮೂರನೇ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮೊದಲ SiC ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು 40 ರಿಂದ 70 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿದವು, ಆದರೆ Si3N4 ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ನವೀನ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ Al2O3 ಮತ್ತು AlN ತಲಾಧಾರಗಳ ಭವಿಷ್ಯದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ Si3N4 ಆಧಾರಿತ ತಲಾಧಾರಗಳು ಭವಿಷ್ಯದ ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಆಯ್ಕೆಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.
ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ (Si3N4) ಅದರ ಉತ್ತಮ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯಿಂದಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸೆರಾಮಿಕ್‌ನ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಶಿಕ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಕ್ರ್ಯಾಕ್ ರಚನೆಯಂತಹ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯು ಶಾಖದ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ನಡವಳಿಕೆಯಂತಹ ಅಂತಿಮ ತಲಾಧಾರದ ವರ್ತನೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವಾಗ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನವು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾಗಿವೆ. ಪವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ತ್ವರಿತ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸೆರಾಮಿಕ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಬಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನವು ಅದು ಎಷ್ಟು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.
ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮೌಲ್ಯಗಳು Al2O3 (96%) ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 24 W/mK ಯ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಇಂದಿನ ಬಹುಪಾಲು ಗುಣಮಟ್ಟದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ. 180 W/mK ನ AlN ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಅದರ ಮಧ್ಯಮ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ. ಇದು Al2O3 ನ ಕಡಿಮೆ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಬಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯು ZTA (ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಟಫನ್ಡ್ ಅಲ್ಯುಮಿನಾ) ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಈ ಪಿಂಗಾಣಿಗಳು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ZTA ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣಿತ Al2O3 ಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು; ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ.
Si3N4 ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 90 W/mK ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಅದರ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನವು ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಿರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಧಿಕವಾಗಿದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು Si3N4 ಮೆಟಾಲೈಸ್ಡ್ ತಲಾಧಾರವಾಗಿ ಅತ್ಯಧಿಕ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
