পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে উন্নত কর্মক্ষমতার জন্য সিলিকন নাইট্রাইড সাবস্ট্রেটস

আজকের পাওয়ার মডিউল ডিজাইনগুলি প্রাথমিকভাবে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) বা AlN সিরামিকের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, কিন্তু কর্মক্ষমতার চাহিদা ক্রমবর্ধমান ডিজাইনারদের উন্নত সাবস্ট্রেট বিকল্পগুলি বিবেচনা করতে বাধ্য করছে৷ একটি উদাহরণ xEV অ্যাপ্লিকেশনে দেখা যায় যেখানে চিপের তাপমাত্রা 150°C থেকে 200°C পর্যন্ত বৃদ্ধি করলে সুইচিং লস 10% কমে যায়। অতিরিক্তভাবে, নতুন প্যাকেজিং প্রযুক্তি যেমন সোল্ডার এবং তার-বন্ড-মুক্ত মডিউলগুলি বর্তমান সাবস্ট্রেটগুলিকে দুর্বল লিঙ্ক করে তুলছে।

বিশেষ গুরুত্বের আরেকটি উল্লেখযোগ্য চালক হল বায়ু টারবাইনের মতো কঠোর পরিস্থিতিতে জীবনকাল বৃদ্ধির প্রয়োজন। বায়ু টারবাইনগুলির সমস্ত পরিবেশগত পরিস্থিতিতে ব্যর্থতা ছাড়াই 15 বছরের প্রত্যাশিত জীবনকাল থাকে, যার ফলে এই অ্যাপ্লিকেশনটির ডিজাইনাররা উন্নত সাবস্ট্রেট প্রযুক্তিগুলিও সন্ধান করতে পারে।

উন্নত সাবস্ট্রেট বিকল্পগুলির জন্য তৃতীয় ড্রাইভার হল SiC উপাদানগুলির উদীয়মান ব্যবহার। SiC এবং অপ্টিমাইজড প্যাকেজিং ব্যবহার করে প্রথম মডিউলগুলি প্রথাগত মডিউলগুলির তুলনায় 40 থেকে 70% এর মধ্যে ক্ষতি হ্রাস দেখায় তবে Si3N4 সাবস্ট্রেট সহ নতুন প্যাকেজিং পদ্ধতির প্রয়োজনীয়তাও উপস্থাপন করে। এই সমস্ত প্রবণতা ঐতিহ্যগত Al2O3 এবং AlN সাবস্ট্রেটের ভবিষ্যত ভূমিকাকে সীমিত করবে, যখন Si3N4-এর উপর ভিত্তি করে সাবস্ট্রেটগুলি ভবিষ্যতে উচ্চ-পারফরম্যান্স পাওয়ার মডিউলগুলির জন্য ডিজাইনারের পছন্দ হবে।

চমৎকার নমন শক্তি, উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্ততা, এবং ভাল তাপ পরিবাহিতা সিলিকন নাইট্রাইড (Si3Ni4) কে পাওয়ার ইলেকট্রনিক সাবস্ট্রেটের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। সিরামিকের বৈশিষ্ট্য এবং আংশিক স্রাব বা ফাটল বৃদ্ধির মতো মূল মানগুলির একটি বিশদ তুলনা তাপ পরিবাহিতা এবং তাপীয় সাইক্লিং আচরণের মতো চূড়ান্ত স্তরের আচরণের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব দেখায়।