Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, w jaki sposób elektronika o dużej mocy, takie jak falowniki, pojazdy elektryczne lub systemy energii odnawialnej, pozostają chłodne i niezawodne, odpowiedź często leży w małym, ale potężnym komponencie: aluminiowe azotki ceramiczne. Te dyski, zwane także modułami tarczy ceramicznych lub modułów mocy ALN ALN, są specjalnie zaprojektowane do radzenia sobie z modułami mocy IGBT (izolowaną bipolarną transistorową bramą IGBT (izolowaną bramę dwubiegunową).
Kluczowe cechy dysków ceramicznych ALN dla modułów mocy IGBT
Aluminiowy azotek (ALN) ceramika jest materiałem premium znanym z wyjątkowej przewodności cieplnej, izolacji elektrycznej i stabilności mechanicznej. Właściwości te sprawiają, że dyski ceramiczne ALN jest idealnym wyborem dla modułów mocy IGBT, które są szeroko stosowane w zastosowaniach takich jak falowniki, napędy silnikowe, systemy energii odnawialnej i automatyzacja przemysłowa.
Kluczowe cechy tych płyt obejmują:
Wysoka przewodność cieplna: ceramika ALN wykazuje przewodność cieplną około 170-200 W/m · k, która jest znacznie wyższa niż w przypadku innych materiałów ceramicznych, takich jak tlenek glinu (AL2O3). Zapewnia to efektywne rozpraszanie ciepła z chipsów IGBT, zmniejszając naprężenie termiczne i zwiększając niezawodność modułu.
Doskonała izolacja elektryczna: Przy wytrzymałości dielektrycznej> 15 kV/mm ceramika ALN zapewnia solidną izolację elektryczną, zapobiegając krótkim obwodom i zapewniając bezpieczne działanie systemów wysokiego napięcia.
Niski współczynnik rozszerzania termicznego: Współczynnik rozszerzania cieplnego ceramiki ALN (4,5-5,5 × 10⁻⁶/k) jest ściśle odpowiada krzemowi, minimalizując niedopasowanie termiczne i naprężenie mechaniczne w modułach IGBT.
Stabilność chemiczna i termiczna: ALN Ceramic jest odporna na trudne chemikalia i może wytrzymać temperatury robocze do 1000 ° C, co czyni ją odpowiednim dla ekstremalnych środowisk.
Wysoka wytrzymałość mechaniczna: dyski ceramiczne ALN oferują doskonałe właściwości mechaniczne, w tym wytrzymałość na zginanie 300-400 MPa, zapewniając trwałość przy naprężeniach mechanicznych i termicznych.
Zastosowania dysków ceramicznych ALN w modułach mocy IGBT
ALN Ceramiczne okrągłe dyski są stosowane przede wszystkim jako substraty lub rozkładacze ciepła w modułach mocy IGBT. Ich rolą jest zapewnienie wydajnej zarządzania termicznego i izolacji elektrycznej, które są kluczowe dla wydajności i długowieczności tych modułów. Kluczowe aplikacje obejmują:
Rozpraszanie ciepła: dyski ALN są umieszczane pod układami IGBT w celu przeniesienia ciepła z aktywnych komponentów, zapobiegając przegrzaniu i poprawie wydajności.
Izolacja elektryczna: dyski działają jako warstwy izolacyjne, zapobiegające wyciekom elektrycznym i zapewnianie bezpiecznego działania układów wysokiego napięcia.
Wsparcie mechaniczne: ALN Ceramic Tarcs zapewnia stabilną i wytrzymałą platformę do montażu chipsów IGBT i innych komponentów.
Kompaktowa konstrukcja: Wysoka wydajność termiczna ceramiki ALN pozwala na projektowanie mniejszych i bardziej wydajnych modułów mocy, co jest szczególnie ważne w zastosowaniach takich jak pojazdy elektryczne i systemy energii odnawialnej.
Szczegółowe parametry produktu ceramiki azotku aluminium
Poniższa tabela przedstawia typowe specyfikacje dysków ceramicznych ALN dla modułów mocy IGBT:
Parametr Specyfikacja
Tworzywo Aluminiowy azotek (ALN)
Przewodność cieplna 170-200 W/M · K.
Siła dielektryczna > 15 kV/mm
Współczynnik rozszerzalności cieplnej 4,5-5,5 × 10⁻⁶/k
Temperatura robocza Do 1000 ° C.
Siła zginania 300-400 MPa
Wykończenie powierzchni Wypolerowane lub zgodnie z wymaganiami klienta
Średnica Dostosowywanie (zazwyczaj od 10 mm do 150 mm)
Grubość Konfigurowalne (zazwyczaj 0,5 mm do 5 mm)
Czystość > 99% ALN
Gęstość ~ 3,26 g/cm³
Zalety korzystania z płyty ceramiki ALN w modułach mocy IGBT
Zwiększone zarządzanie termicznie: Wysoka przewodność cieplna ceramiki ALN zapewnia efektywne rozpraszanie ciepła, zmniejszając ryzyko niewydolności termicznej i przedłużenie długości długości modułów IGBT.
Poprawiona wydajność elektryczna: doskonałe właściwości izolacji elektrycznej ceramiki ALN zapobiegają wyciekom prądu i zwiększają niezawodność systemów wysokiego napięcia.
Trwałość i niezawodność: dyski ceramiczne ALN są odporne na naprężenia termiczne i mechaniczne, co czyni je odpowiednim do długoterminowego stosowania w wymagających zastosowaniach.
Kompaktowa i lekka konstrukcja: Najwyższa wydajność termiczna ceramiki ALN pozwala na zaprojektowanie mniejszych i lżejszych modułów zasilania, co ma kluczowe znaczenie dla zastosowań takich jak pojazdy elektryczne i przenośna elektronika.
Dostosowanie: Ceramiczne dyski ALN można wytwarzać w różnych rozmiarach, grubościach i wykończeniach powierzchni, aby spełnić określone wymagania dotyczące zastosowania.
