Substrati ceramici ad alta conduttività termica a nitruro di silicio aumentano la dissipazione del calore per i moduli EV e IGBT

Con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici (EV), dell'alta velocità ferroviaria e dei nuovi sistemi di ricarica energetica, la gestione termica dei dispositivi di potenza è diventata un fattore critico per l'affidabilità del sistema. Il substrato ceramico in nitruro di silicio (Si₃N₄) ad alta conducibilità termica è emerso come materiale chiave per l'imballaggio avanzato e la dissipazione del calore nei dispositivi a semiconduttore di terza generazione come IGBT, MOSFET e moduli SiC.

Prodotto da polvere di nitruro di silicio ad alta purezza, il substrato viene sinterizzato a temperature superiori a 2000°C utilizzando una formula proprietaria e un processo di pressatura a caldo. Raggiunge una conducibilità termica superiore a 80W/(m·K) mantenendo un eccellente isolamento elettrico, basse perdite dielettriche e un'elevata resistenza meccanica. Rispetto all'allumina e al nitruro di alluminio, le ceramiche Si₃N₄ offrono una tenacità superiore e una maggiore resistenza agli shock termici, garantendo una maggiore durata dei dispositivi e una maggiore stabilità del sistema.

Nei moduli di azionamento dei motori EV, negli inverter, nei convertitori DC/DC e nelle stazioni di ricarica rapida, il substrato ceramico Si₃N₄ riduce efficacemente la temperatura di giunzione e migliora l'efficienza della dissipazione del calore. La sua eccezionale tenacità alla frattura e la resistenza ai cicli termici lo rendono ideale per condizioni difficili come i veicoli ibridi e i sistemi di alimentazione per il trasporto ferroviario.

Oltre all'industria dei veicoli elettrici, i substrati in nitruro di silicio sono utilizzati anche nei sistemi di trazione ferroviaria, nei moduli di controllo dell'elettronica di potenza, negli inverter industriali e negli inverter solari. Con la loro combinazione di alta conducibilità termica, isolamento elettrico e affidabilità, i substrati Si₃N₄ stanno ridefinendo il futuro dell'imballaggio dell'elettronica di potenza e della gestione termica.