पावर इलेक्ट्रोनिक्समा सुधारिएको प्रदर्शनको लागि सिलिकन नाइट्राइड सब्सट्रेट्स

आजको पावर मोड्युल डिजाइनहरू मुख्यतया एल्युमिनियम अक्साइड (Al2O3) वा AlN सिरेमिकमा आधारित छन्, तर बढ्दो कार्यसम्पादन मागहरूले डिजाइनरहरूलाई उन्नत सब्सट्रेट विकल्पहरू विचार गर्न लगाइरहेको छ। एउटा उदाहरण xEV अनुप्रयोगहरूमा देख्न सकिन्छ जहाँ चिपको तापक्रम 150°C देखि 200°C सम्म बढ्दा स्विचिङ घाटा 10% कम हुन्छ। थप रूपमा, सोल्डर र तार-बन्ड-मुक्त मोड्युलहरू जस्ता नयाँ प्याकेजिङ प्रविधिहरूले हालको सब्सट्रेटहरूलाई कमजोर लिङ्क बनाउँदैछ।

विशेष महत्त्वको अर्को महत्त्वपूर्ण चालक भनेको हावा टर्बाइनहरू जस्ता कठोर परिस्थितिहरूमा जीवनकाल बढाउनको आवश्यकता हो। पवन टर्बाइनहरूको अपेक्षित जीवनकाल 15 वर्षको हुन्छ जुन सबै वातावरणीय अवस्थाहरूमा असफल हुँदैन, जसले गर्दा यस अनुप्रयोगका डिजाइनरहरूले सुधारिएको सब्सट्रेट टेक्नोलोजीहरू पनि खोज्छन्।

सुधारिएको सब्सट्रेट विकल्पहरूको लागि तेस्रो चालक भनेको SiC कम्पोनेन्टहरूको उदीयमान प्रयोग हो। SiC र अनुकूलित प्याकेजिङ्ग प्रयोग गर्ने पहिलो मोड्युलहरूले परम्परागत मोड्युलहरूको तुलनामा 40 देखि 70% को बीचमा घाटा घटाएको देखाएको छ तर Si3N4 सब्सट्रेटहरू सहित नयाँ प्याकेजिङ विधिहरूको आवश्यकता पनि प्रस्तुत गरेको छ। यी सबै प्रवृतिहरूले परम्परागत Al2O3 र AlN सब्सट्रेटहरूको भविष्यको भूमिकालाई सीमित गर्नेछ, जबकि Si3N4 मा आधारित सब्सट्रेटहरू भविष्यमा उच्च-प्रदर्शन पावर मोड्युलहरूको लागि डिजाइनरको छनौट हुनेछ।

उत्कृष्ट झुकाउने शक्ति, उच्च फ्र्याक्चर कठोरता, र राम्रो थर्मल चालकताले सिलिकन नाइट्राइड (Si3Ni4) लाई विद्युतीय इलेक्ट्रोनिक सब्सट्रेटहरूको लागि राम्रोसँग उपयुक्त बनाउँछ। सिरेमिकका विशेषताहरू र आंशिक डिस्चार्ज वा क्र्याक वृद्धि जस्ता मुख्य मानहरूको विस्तृत तुलनाले अन्तिम सब्सट्रेट व्यवहार जस्तै गर्मी चालकता र थर्मल साइकल चलाउने व्यवहारमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव देखाउँदछ।