แผ่นซิลิคอนไนไตรด์

แผ่นซิลิคอนซิลิกอนไนไตรด์เป็นพื้นผิวเซรามิกประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการภาระอย่างเข้มงวดของพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งให้อายุการใช้งานที่ยาวนานและประสิทธิภาพความร้อนสูงเนื่องจากเทคโนโลยีมีขนาดเล็กลงและมีความต้องการมากขึ้นซิลิกอนไนไตรด์พื้นผิวกำลังได้รับความนิยมเนื่องจากการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความแข็งแรงเชิงกลความเหนียวแตกหักและการนำความร้อนทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกสารตั้งต้นที่น่าสนใจในความน่าเชื่อถือสูงโมดูลพลังงานประสิทธิภาพสูงซึ่งวัสดุทั่วไปเช่นอลูมินา (Al₂o) หรืออลูมิเนียมไนไตรด์

ความเหนียวแตกหักสูง (K₁) ให้คุณสมบัติเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่วัสดุสารตั้งต้นอื่น ๆ ไม่มี เพลตเหล่านี้มีความต้านทานสูงต่อความเสียหายที่เกิดจากการแตกร้าวและความล้มเหลวที่เกิดจากการปั่นจักรยานด้วยความร้อนหรือการโหลดแบบวัฏจักร ซึ่งหมายความว่าแผ่นซิลิกอนไนไตรด์จะรองรับความเครียดทางกลและความร้อนในระดับที่สำคัญโดยไม่มีความเสียหายซึ่งเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ ผลจากความแข็งแรงของการดัดสูงคือภาพตัดขวางของแผ่นซิลิกอนไนไตรด์ ดังนั้นพวกเขาสามารถชั่งน้ำหนักน้อยลงและใช้พื้นที่น้อยลงในขณะที่ทำงานที่ความสามารถเดียวกัน ในแง่ของประสิทธิภาพความร้อนแผ่นซิลิคอนไนไตรด์ทำหน้าที่คล้ายกับ ALN ด้วยการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วในสภาพประสิทธิภาพที่รุนแรงที่สุด

ในขณะที่ความต้องการประสิทธิภาพดำเนินต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับยานพาหนะไฟฟ้าและไฮบริด (XEVs) วัสดุเซรามิกแบบดั้งเดิมใกล้ถึงข้อ จำกัด ในกรณีที่อุณหภูมิทางแยกชิปเพิ่มขึ้นจาก 150 ° C เป็น 200 ° C การสลับการสูญเสียสามารถลดลงได้มากกว่า 10 %ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ความได้เปรียบทางความร้อนนี้มาพร้อมกับความต้องการที่มากขึ้นว่าความน่าเชื่อถือทางความร้อนและเชิงกลของวัสดุพื้นผิวสามารถทนต่อและคุณสมบัติโครงสร้างของแผ่นซิลิคอนไนไตรด์ได้ดีเยี่ยมในภูมิภาคเหล่านี้

ความทนทานต่อความร้อนเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของแผ่นSi₃n₄ ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วทำให้แผ่นSi₃n₄อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสำหรับการใช้งานช็อตด้วยความร้อนซึ่งการหมุนเวียนพลังงานหลายครั้งเกิดขึ้น โมดูลความหนาแน่นพลังงานสูงเปิดและปิดอุปกรณ์อย่างต่อเนื่องมีการโหลดด้วยความร้อนเพื่อยืดอายุการใช้งานและลดความพยายามในการบำรุงรักษา

การเปลี่ยนผ่านไปสู่เทคนิคการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเช่นชุดประกอบแบบบัดกรีน้อยและโมดูลลวด-ไม่มีข้อผูกมัดเป็นอีกหนึ่งข้อพิจารณาสำหรับการเรียกร้องความคาดหวังของสารตั้งต้น เทคนิคเหล่านี้เน้นประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีขึ้นและความทนทานเชิงกล แต่เพิ่มความต้องการอุณหภูมิการประกอบและความทนทานต่อความเครียดบนพื้นผิว แผ่นซิลิคอนไนไตรด์สามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้

นอกเหนือจากประโยชน์ทางกลและความร้อนแล้วสารตั้งต้นของซิลิกอนไนไตรด์เป็นฉนวนไฟฟ้าที่เหนือกว่ารักษาความแข็งแรงของอิเล็กทริกสูงแม้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการดำเนินงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ในแอพพลิเคชั่นแรงดันไฟฟ้าสูงมีความสำคัญต่อการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานในการใช้งานยานยนต์อุตสาหกรรมและพลังงานทดแทน

การประยุกต์ใช้แผ่นซิลิคอนไนไตรด์ไม่หยุดด้วยยานพาหนะไฟฟ้าพวกเขายังใช้ในไดรฟ์มอเตอร์อุตสาหกรรมเครื่องแปลงพลังงานลมการลากทางรถไฟโมดูลพลังงานการบินและอวกาศและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคระดับสูงในทุกที่

ในอินเวอร์เตอร์รถยนต์ไฟฟ้าตัวอย่างเช่นอุณหภูมิทางแยกสูงหมายถึงนักออกแบบสามารถลดความต้องการการระบายความร้อนของพวกเขาส่งผลให้น้ำหนักเบาและประสิทธิภาพของระบบสูงสุดในขณะที่ตัวแปลงกังหันลมความเสถียรทางความร้อนสัมพัทธ์และความน่าเชื่อถือเชิงกลของซิลิกอนไนไตรด์ช่วยรักษาประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายที่สุด

ซิลิคอนไนไตรด์เป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญในเทคโนโลยีพื้นผิวที่ทันสมัยเหนืออลูมินาหรืออลูมิเนียมไนไตรด์ช่วยให้การออกแบบที่บางและเบาลงและนำเสนอความเหนียวและความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับอดีตทำให้วิศวกรพัฒนาโมดูลพลังงานประสิทธิภาพสูงรุ่นต่อไปด้วยความมั่นใจ