Aluminium nitride keramische schijven voor IGBT -stroommodules
Aluminium nitride (ALN) keramische schijven zijn echt belangrijk in IGBT (geïsoleerde-gate bipolaire transistor) vermogensmodules. Deze schijven worden gemaakt om te passen bij de speciale behoeften van toepassingen met een hoog vermogen, hoge frequentie en hoge temperatuur. Ze kunnen echt goede thermische en elektrische eigenschappen bieden.
1. Materiële eigenschappen
(1) Hoge thermische geleidbaarheid
Aln -keramische schijven bezitten een uitstekende thermische geleidbaarheid, meestal variërend van 170 - 230 w/(m · k). Deze hoge waarde maakt efficiënte warmtedissipatie mogelijk van de IGBT -vermogensmodule. Aangezien IGBT's tijdens de werking een aanzienlijke hoeveelheid warmte genereren, werkt de ALN -schijf als een effectief warmtespreidingsmedium. Het brengt snel de warmte over van de IGBT -chip naar de koellichaam of andere koelcomponenten, waardoor oververhitting wordt voorkomen en de betrouwbare werking van de stroommodule wordt gewaarborgd.
De uitstekende thermische geleidbaarheid helpt ook bij het handhaven van een uniforme temperatuurverdeling over de module. Dit is van vitaal belang voor de lange termijnstabiliteit en prestaties van de IGBT's, omdat temperatuurgradiënten kunnen leiden tot thermische stress en potentiële schade aan de componenten.
(2) Superieure elektrische isolatie
Een andere belangrijke eigenschap van Aln Ceramic Discs is hun superieure elektrische isolatie. Ze hebben een hoge diëlektrische sterkte en een laag diëlektrisch verlies, dat de elektrische signalen in de IGBT -vermogensmodule effectief isoleert. De volumeweerstand van ALN is meestal groter dan 10¹⁴ Ω · cm, waardoor het een ideaal materiaal is om elektrische lekkage en korte circuits te voorkomen.
In de hoge - spanning en hoge - frequentieomgeving van IGBT -stroommodules, beschermt de elektrische isolatie door de ALN -schijven de integriteit van het circuit en beschermt de gevoelige componenten tegen elektrische interferentie.
(3) Goede mechanische sterkte
De Aln -keramische schijven vertonen een goede mechanische sterkte, waaronder een hoge buigsterkte en hardheid. Hierdoor kunnen ze de mechanische spanningen weerstaan die kunnen optreden tijdens de assemblage, werking en thermische fietsen van de IGBT -vermogensmodule. De buigsterkte van ALN kan tot enkele honderden MPA bereiken, afhankelijk van het productieproces en de materiaalkwaliteit.
Hun mechanische sterkte draagt ook bij aan de algehele structurele integriteit van de vermogensmodule, waardoor de schijven het gewicht van andere componenten kunnen ondersteunen en hun positie en functionaliteit in de loop van de tijd kunnen behouden.
(4) Prestatieparameter Tabel van aluminium nitride keramische schijf
2. Ontwerpoverwegingen voor IGBT -toepassingen
(1) Thermisch beheer
Het ontwerp van ALN -keramische schijven voor IGBT -stroommodules richt zich op het optimaliseren van thermisch beheer. De dikte en diameter van de schijven worden zorgvuldig geselecteerd om overeen te komen met de warmte -genererende kenmerken van de IGBT's. Een dunnere schijf kan een betere warmteoverdracht bieden, maar kan mechanische sterkte opofferen, terwijl een dikkere schijf mogelijk een betere mechanische ondersteuning heeft, maar minder efficiënte warmtedissipatie.
Bovendien kan de oppervlakteafwerking van de schijf de warmteoverdracht beïnvloeden. Een glad oppervlak in contact met de IGBT -chip en het koellichaam bevordert een betere thermische geleiding, waardoor de thermische weerstand tussen verschillende componenten wordt verminderd.
(2) Elektrische isolatie
Om een effectieve elektrische isolatie te garanderen, zijn de Aln -keramische schijven ontworpen met geschikte afmetingen en geometrieën om voldoende kruipen en opruimingsafstanden te bieden. Deze afstanden voorkomen elektrische bogen en afbraak tussen de hoge spanning en lage spanningsonderdelen van de IGBT -vermogensmodule.
De kwaliteit van het diëlektrische materiaal en de homogeniteit ervan in de schijf zijn ook kritische factoren bij het handhaven van betrouwbare elektrische isolatie.
(3) Compatibiliteit met assemblageprocessen
De schijven moeten compatibel zijn met de assemblageprocessen van IGBT -stroommodules. Hun vorm en grootte moeten worden gestandaardiseerd om gemakkelijk in de modulebehuizing te passen. Het oppervlak van de schijf kan kenmerken hebben, zoals door - gaten of montagekussens om de verbinding van andere componenten, zoals draden of warmte te vergemakkelijken.
3. Voordelen in IGBT -stroommodules
(1) Verbeterde prestaties
Door het gebruik van ALN -keramische schijven is de thermische weerstand van de IGBT -vermogensmodule aanzienlijk verminderd. Dit leidt tot lagere bedrijfstemperaturen, wat op zijn beurt de efficiëntie en prestaties van de IGBT's verbetert. De efficiënte warmtedissipatie stelt ook de vermogensmodule in staat om hogere vermogensniveaus te verwerken zonder de betrouwbaarheid op te offeren.
De uitstekende elektrische isolatie van de schijven zorgt voor de stabiele werking van de module, waardoor elektrische ruis en interferentie wordt geminimaliseerd. Dit resulteert in schonere en nauwkeurigere stroomconversie, waardoor de algehele prestaties van het vermogensconversiesysteem worden verbeterd.
(2) Verbeterde betrouwbaarheid
De Aln -keramische schijven dragen bij aan de langdurige betrouwbaarheid van de IGBT -stroommodule. Hun vermogen om hoge temperaturen en mechanische spanningen te weerstaan, vermindert het risico op falen van componenten als gevolg van thermische cycli en mechanische trillingen.
De betrouwbare elektrische isolatie beschermt ook de module tegen elektrische fouten, zoals korte - circuits en diëlektrische afbraak, waardoor de gemiddelde tijd - mislukkingen (MTBF) en de totale levensduur van de vermogensmodule vergroten.
(3) Compact ontwerp
Vanwege de hoogwaardige thermische en elektrische eigenschappen van ALN -keramische schijven kunnen IGBT -vermogensmodules compacter worden ontworpen. De efficiënte warmtedissipatie zorgt voor een nauwere verpakking van componenten zonder oververhitte zorgen, en de betrouwbare elektrische isolatie maakt de integratie van meer functies in een kleinere ruimte mogelijk. Dit compacte ontwerp is gunstig voor toepassingen waar de ruimte beperkt is, zoals in elektrische voertuigen en stroom - elektronicaapparatuur.
We bieden een verscheidenheid aan geavanceerde keramiek, waaronder aluminiumoxide -keramiek, aluminium nitride keramiek, siliciumcarbide keramiek, siliciumnitride keramiek en keramische metallisatiematerialen, om de prestaties van uw producten, processen of systemen te verbeteren en uit te breiden. Of u nu een hoge temperatuurstabiliteit, een hoge hardheid en slijtvast oppervlak nodig heeft, verhoogde stijfheid om te weerstaan aan gewichtsstraling, anti-corrosiebarrière of lage thermische expansiesnelheid, we kunnen ze verstrekken. We kunnen aanzienlijke prestaties en kostenvoordelen bieden om aan uw behoeften te voldoen.
Welkom om contact met ons op te nemen voor meer informatie.