Подлоге од силицијум нитрида за побољшане перформансе у енергетској електроници

Данашњи дизајни енергетских модула су првенствено засновани на алуминијум оксиду (Ал2О3) или АлН керамици, али све већи захтеви за перформансама наводе дизајнере да размотре напредне алтернативе супстрата. Један пример се може видети у кЕВ апликацијама где повећање температуре чипа са 150°Ц на 200°Ц смањује комутационе губитке за 10%. Поред тога, нове технологије паковања као што су модули за лемљење и модули без жица чине постојеће подлоге слабом кариком.

Још један значајан покретач од посебног значаја је потреба за продуженим животним веком у тешким условима као што су ветротурбине. Ветротурбине имају очекивани животни век од 15 година без отказа у свим условима околине, што је довело до тога да дизајнери ове апликације траже и побољшане технологије супстрата.

Трећи покретач за побољшане опције супстрата је све већа употреба СиЦ компоненти. Први модули који користе СиЦ и оптимизовано паковање су показали смањење губитака од између 40 до 70% у поређењу са традиционалним модулима, али су такође представили потребу за новим методама паковања, укључујући Си3Н4 супстрате. Сви ови трендови ће ограничити будућу улогу традиционалних Ал2О3 и АлН супстрата, док ће супстрати на бази Си3Н4 бити избор дизајнера за модуле напајања високих перформанси у будућности.

Одлична чврстоћа на савијање, висока отпорност на ломљење и добра топлотна проводљивост чине силицијум нитрид (Си3Ни4) погодним за подлоге електронике за напајање. Карактеристике керамике и детаљно поређење кључних вредности као што су делимично пражњење или раст пукотина показују значајан утицај на коначно понашање подлоге као што је топлотна проводљивост и понашање термичког циклуса.