Resolvendo Desafios de Dissipação de Calor — Substratos de Nitreto de Silício de Alta Condutividade Térmica para Módulos IGBT
2025-11-12
Em veículos elétricos modernos, tração ferroviária e acionamentos industriais, os módulos de potência IGBT frequentemente sofrem superaquecimento, delaminação e falha por fadiga devido a altas cargas térmicas. Os substratos tradicionais de alumina ou nitreto de alumínio não conseguem equilibrar condutividade térmica e tenacidade mecânica, levando à redução da vida útil.
O Substrato Cerâmico de Nitreto de Silício de Alta Condutividade Térmica oferece uma solução ideal com uma condutividade térmica de 90–100 W/m·K, resistência à flexão acima de 600 MPa e um coeficiente de expansão térmica de 2,8–3,2×10⁻⁶/K, combinando perfeitamente com os chips de silício para minimizar o estresse térmico.
Ele também apresenta excelente isolamento elétrico (>20 kV/mm) e baixa perda dielétrica (<0,001), garantindo operação segura em alta tensão e frequência. Ao adotar metalização DBC ou AMB, os substratos Si₃N₄ alcançam uma ligação eficiente com o cobre, otimizando a dissipação de calor e a confiabilidade.
Em módulos de potência IGBT e SiC, este substrato reduz a temperatura da junção em 15–20°C e estende a vida útil do módulo em até 3×, tornando-o a escolha preferida para inversores de potência de veículos elétricos, trens de alta velocidade, conversores de energia renovável e redes inteligentes.
As cerâmicas Si₃N₄ representam a próxima geração de materiais de embalagem para eletrônica de potência, oferecendo desempenho superior, durabilidade e eficiência energética sob ciclagem térmica extrema.