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Risolvere le sfide della dissipazione del calore — Substrati in nitruro di silicio ad alta conducibilità termica per moduli IGBT

2025-11-12
Latest company news about Risolvere le sfide della dissipazione del calore — Substrati in nitruro di silicio ad alta conducibilità termica per moduli IGBT

Nei moderni veicoli elettrici, nella trazione ferroviaria e negli azionamenti industriali, i moduli di potenza IGBT spesso soffrono di surriscaldamento, delaminazione e cedimento per fatica a causa degli elevati carichi termici. I tradizionali substrati in allumina o nitruro di alluminio non possono bilanciare conducibilità termica e tenacità meccanica, portando a una ridotta durata.
Il substrato ceramico in nitruro di silicio ad alta conducibilità termica offre una soluzione ottimale con una conducibilità termica di 90–100 W/m·K, resistenza alla flessione superiore a 600 MPa e un coefficiente di espansione termica di 2,8–3,2×10⁻⁶/K, che si adatta perfettamente ai chip di silicio per minimizzare lo stress termico.

Presenta inoltre un eccellente isolamento elettrico (>20 kV/mm) e basse perdite dielettriche (<0,001), garantendo un funzionamento sicuro ad alta tensione e frequenza. Adottando la metallizzazione DBC o AMB, i substrati Si₃N₄ raggiungono un'efficiente adesione con il rame, ottimizzando la dissipazione del calore e l'affidabilità.
Nei moduli di potenza IGBT e SiC, questo substrato riduce la temperatura di giunzione di 15–20°C e prolunga la durata del modulo fino a 3×, rendendolo la scelta preferita per gli inverter di potenza EV, i treni ad alta velocità, i convertitori di energia rinnovabile e le smart grid.
Le ceramiche Si₃N₄ rappresentano la prossima generazione di materiali per l'incapsulamento dell'elettronica di potenza, offrendo prestazioni, durata ed efficienza energetica superiori in condizioni di cicli termici estremi.

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