Paling desain modul kakuatan kiwari dumasar kana keramik dijieunna tina aluminium oksida (Al2O3) atawa AlN, tapi sakumaha sarat kinerja naek, désainer pilari kana substrat séjén. Dina aplikasi EV, contona, karugian saklar turun 10% nalika suhu chip naék tina 150 ° C dugi ka 200 ° C. Salaku tambahan, téknologi bungkusan énggal sapertos modul bébas solder sareng modul bebas beungkeut kawat ngajantenkeun substrat anu tos aya hubungan anu paling lemah.
Faktor penting sanésna nyaéta produkna kedah tahan langkung lami dina kaayaan anu parah, sapertos anu aya dina turbin angin. Perkiraan umur turbin angin dina sadaya kaayaan lingkungan nyaéta lima belas taun, nyababkeun désainer aplikasi ieu milarian téknologi substrat anu unggul.
Ngaronjatkeun panggunaan komponén SiC mangrupikeun faktor katilu anu nyababkeun alternatif substrat anu ditingkatkeun. Dibandingkeun sareng modul konvensional, modul SiC munggaran kalayan bungkusan optimal nunjukkeun pangurangan leungitna 40 dugi ka 70 persén, tapi ogé nunjukkeun kabutuhan téknik bungkusan inovatif, kalebet substrat Si3N4. Sadaya kacenderungan ieu bakal ngabatesan fungsi hareup substrat Al2O3 sareng AlN tradisional, sedengkeun substrat dumasar kana Si3N4 bakal janten bahan pilihan pikeun modul kakuatan kinerja luhur ka hareup.
Silicon nitride (Si3N4) cocog pisan pikeun substrat éléktronik kakuatan kusabab kakuatan bending anu unggul, kateguhan narekahan anu luhur, sareng konduktivitas termal anu luhur. Fitur keramik sareng babandingan variabel kritis, sapertos pelepasan parsial atanapi formasi retakan, gaduh pangaruh utama kana paripolah substrat ahir, sapertos konduktivitas panas sareng paripolah siklus termal.
Konduktivitas termal, kakuatan bending, sareng kateguhan narekahan mangrupikeun sipat anu paling penting nalika milih bahan insulasi pikeun modul kakuatan. konduktivitas termal tinggi penting pisan pikeun dissipation gancang panas dina modul kakuatan. Kakuatan bending penting pikeun kumaha substrat keramik diatur sareng dianggo nalika prosés bungkusan, sedengkeun kateguhan narekahan penting pikeun terang kumaha dipercaya éta.
konduktivitas termal lemah sareng nilai mékanis low characterize Al2O3 (96%). Tapi, konduktivitas termal 24 W/mK nyukupan pikeun kalolobaan aplikasi industri standar jaman ayeuna. Konduktivitas termal AlN anu luhur nyaéta 180 W/mK mangrupikeun kauntungan anu paling ageung, sanaos réliabilitas anu sedeng. Ieu hasil tina kateguhan narekahan low Al2O3 sarta kakuatan bending comparable.
Ngaronjatna paménta pikeun diandelkeun langkung ageung nyababkeun kamajuan panganyarna dina keramik ZTA (zirconia toughened alumina). Keramik ieu gaduh kakuatan bending sareng kateguhan narekahan anu langkung ageung tibatan bahan anu sanés. Hanjakalna, konduktivitas termal keramik ZTA tiasa dibandingkeun sareng standar Al2O3; Hasilna, pamakéan maranéhanana dina aplikasi-daya luhur kalawan kapadetan kakuatan pangluhurna diwatesan.
Bari Si3N4 ngagabungkeun konduktivitas termal alus teuing jeung kinerja mékanis. Konduktivitas termal tiasa ditetepkeun dina 90 W / mK, sareng kateguhan narekahanna paling luhur diantara keramik dibandingkeun. Karakteristik ieu nunjukkeun yén Si3N4 bakal nunjukkeun réliabilitas pangluhurna salaku substrat metalized.
