IGBT güç modülleri için alüminyum nitrür seramik diskleri
Alüminyum nitrür (ALN) seramik diskler IGBT (yalıtımlı kapalı bipolar transistör) güç modüllerinde gerçekten önemlidir. Bu diskler, yüksek güç, yüksek frekans ve yüksek sıcaklığa sahip uygulamaların özel ihtiyaçlarına uyacak şekilde yapılır. Gerçekten iyi termal ve elektriksel özellikler sunabilirler.
1.Malzeme Özellikleri
(1) Yüksek termal iletkenlik
ALN seramik diskleri, tipik olarak 170 - 230 w/(m · k) arasında değişen olağanüstü bir termal iletkenliğe sahiptir. Bu yüksek değer, IGBT güç modülünden verimli ısı dağılmasını sağlar. IGBT'ler çalışma sırasında önemli miktarda ısı ürettiğinden, ALN diski etkili bir ısı yayma ortamı olarak işlev görür. IGBT çipinden ısıyı hızla ısı lavabo veya diğer soğutma bileşenlerine aktarır, aşırı ısınmayı önler ve güç modülünün güvenilir çalışmasını sağlar.
Mükemmel termal iletkenlik, modül boyunca düzgün bir sıcaklık dağılımının korunmasına da yardımcı olur. Bu, sıcaklık gradyanları termal strese ve bileşenlere potansiyel hasara yol açabileceğinden, IGBT'lerin uzun vadeli stabilitesi ve performansı için hayati önem taşır.
(2) Üstün elektrik yalıtımı
ALN seramik disklerinin bir diğer önemli özelliği, üstün elektriksel yalıtımlarıdır. IGBT güç modülü içindeki elektrik sinyallerini etkili bir şekilde izole eden yüksek dielektrik mukavemet ve düşük dielektrik kaybına sahiptirler. ALN'nin hacim direnci genellikle 10⁴ Ω · cm'den büyüktür, bu da onu elektrik sızıntısı ve kısa devreleri önlemek için ideal bir malzeme haline getirir.
IGBT güç modüllerinin yüksek voltaj ve yüksek frekans ortamında, ALN diskleri tarafından sağlanan elektrik yalıtımı devrenin bütünlüğünü korur ve hassas bileşenleri elektrik parazitinden korur.
(3) İyi mekanik güç
ALN seramik diskleri, yüksek eğilme mukavemeti ve sertlik dahil olmak üzere iyi mekanik mukavemet sergiler. Bu, IGBT güç modülünün montajı, çalışması ve termal döngüsü sırasında meydana gelebilecek mekanik gerilmelere dayanmalarını sağlar. ALN'nin bükülme mukavemeti, üretim sürecine ve malzeme kalitesine bağlı olarak birkaç yüz MPa'ya kadar ulaşabilir.
Mekanik mukavemetleri aynı zamanda güç modülünün genel yapısal bütünlüğüne katkıda bulunarak disklerin diğer bileşenlerin ağırlığını destekleyebilmesini ve zaman içinde konumlarını ve işlevlerini korumasını sağlar.
(4) Performans Parametre Alüminyum Nitrür Seramik Diskinin Tablosu
2. IGBT uygulamaları için tasarım hususları
(1) Termal Yönetim
IGBT güç modülleri için ALN seramik disklerinin tasarımı termal yönetimini optimize etmeye odaklanır. Disklerin kalınlığı ve çapı, IGBT'lerin ısı üreten özelliklerine uyacak şekilde dikkatle seçilir. Daha ince bir disk daha iyi ısı transferi sunabilir, ancak mekanik mukavemeti feda edebilirken, daha kalın bir disk daha iyi mekanik desteğe sahip olabilir, ancak daha az verimli ısı dağılımı olabilir.
Ek olarak, diskin yüzey kaplaması ısı transferini etkileyebilir. IGBT çipi ve ısı emici ile temas eden pürüzsüz bir yüzey, farklı bileşenler arasındaki termal direnci azaltarak daha iyi termal iletimi teşvik eder.
(2) Elektrik izolasyonu
Etkili elektrik izolasyonu sağlamak için, ALN seramik diskleri yeterli sürünme ve boşluk mesafeleri sağlamak için uygun boyutlar ve geometrilerle tasarlanmıştır. Bu mesafeler, IGBT güç modülünün yüksek voltaj ve düşük voltaj parçaları arasında elektrik arkını ve bozulmasını önler.
Dielektrik malzemenin kalitesi ve disk boyunca homojenliği, güvenilir elektrik yalıtımının sürdürülmesinde de kritik faktörlerdir.
(3) Montaj işlemleriyle uyumluluk
Disklerin IGBT güç modüllerinin montaj işlemleriyle uyumlu olması gerekir. Şekilleri ve boyutları, modül muhafazasına kolayca sığacak şekilde standartlaştırılmalıdır. Diskin yüzeyi, teller veya ısı yayma elemanları gibi diğer bileşenlerin bağlantısını kolaylaştırmak için - delikler veya montaj pedleri gibi özelliklere sahip olabilir.
3. IGBT güç modüllerindeki faydalar
(1) Geliştirilmiş Performans
ALN seramik diskleri kullanılarak, IGBT güç modülünün termal direnci önemli ölçüde azalır. Bu, daha düşük çalışma sıcaklıklarına yol açar, bu da IGBT'lerin verimliliğini ve performansını artırır. Verimli ısı dağılımı, güç modülünün güvenilirlikten ödün vermeden daha yüksek güç seviyelerini işlemesini sağlar.
Diskler tarafından sağlanan mükemmel elektrik yalıtımı, elektrik gürültüsünü ve paraziti en aza indirerek modülün kararlı çalışmasını sağlar. Bu, daha temiz ve daha doğru güç dönüşümü ile sonuçlanır ve güç - dönüşüm sisteminin genel performansını artırır.
(2) Geliştirilmiş güvenilirlik
ALN seramik diskleri, IGBT güç modülünün uzun vadeli güvenilirliğine katkıda bulunur. Yüksek sıcaklıklara ve mekanik gerilmelere dayanma yetenekleri, termal döngü ve mekanik titreşimler nedeniyle bileşen arızası riskini azaltır.
Güvenilir elektrikli izolasyon, modülü kısa devreler ve dielektrik bozulma gibi elektrik arızalarından da korur, ortalama - arızalar (MTBF) ve güç modülünün genel ömrü arasındaki süreyi artırır.
(3) Kompakt Tasarım
ALN seramik disklerinin yüksek performanslı termal ve elektriksel özellikleri nedeniyle, IGBT güç modülleri daha kompakt olarak tasarlanabilir. Etkin ısı dağılımı, endişeleri aşırı ısınmadan bileşenlerin daha yakın paketlenmesine izin verir ve güvenilir elektrik yalıtımı, daha küçük bir alan içinde daha fazla fonksiyonun entegrasyonunu sağlar. Bu kompakt tasarım, elektrikli araçlarda ve güç - elektronik ekipmanlarında olduğu gibi alanın sınırlı olduğu uygulamalar için faydalıdır.
Ürünlerinizin, süreçlerinizin veya sistemlerinizin performansını iyileştirmek ve genişletmek için alümina seramikleri, alüminyum nitrür seramikleri, silikon karbür seramikleri, silikon nitrür seramikleri ve seramik metalizasyon malzemeleri gibi çeşitli gelişmiş seramikler sunuyoruz. Yüksek sıcaklık stabilitesine, yüksek sertliğe ve aşınmaya dayanıklı yüzeye, ağırlık radyasyonuna dirençli sertliğe, korozyon anti bariyerine veya düşük termal genleşme oranına ihtiyacınız olsun, bunları sağlayabiliriz. İhtiyaçlarınızı karşılamak için önemli performans ve maliyet avantajları sağlayabiliriz.
Daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçmeye hoş geldiniz.