Substratos de SiC para espalhamento de calor em nível de chip para gerenciamento térmico avançado e alta densidade de potência

Compartilhar
Prezentare generală a produsului și relevanța pe piața din 2025
SiC txip-mailako bero-hedagailu substratuak erdieroaleen dieen azpian edo potentzia-moduluen pilen barruan jartzen diren zeramikazko osagaiak dira, beroa eroateko eta albotik zabaltzeko, gradiente termikoak eta juntura-tenperatura gailurrak murriztuz. SiC lotura bidezko (RBSiC), presiorik gabeko/egoera solidoko SiC sinterizatua (SSiC) edo SiSiC hibridoak erabiliz, substratu horiek eroankortasun termiko handia, zurruntasun bikaina eta korrosioarekiko erresistentzia eskaintzen dute. Pakistaneko ehungintza, zementu eta aço industrietarako—eta datu-zentroak zabaltzeko—material horiek kommutazio-maiztasun handiagoak, potentzia-dentsitate handiagoa eta bizitza luzeagoak ahalbidet
Miks 2025 on kasutuselevõtu jaoks keskne:
- Kompaktne, suure tihedusega konverterid UPS-ide, VFD-de ja PV/BESS-ide jaoks nõuavad agressiivseid termilisi kujundusi, et säilitada >97% efektiivsus kõrgenenud ümbritseva õhu temperatuuridel (40–45°C).
- Kohalikud võrgulangused/tõusud ja sagedane tsükeldamine kiirendavad termomehaanilist väsimust; suurepärane soojusjaotus vähendab ΔTj, parandades töökindlust.
- Ruumi- ja OPEX-surved andmeruumides ja MCC-ruumides soosivad väiksemaid jahutusradiaatoreid ja vaiksemat jahutust — mõlemat to
- Субстрати RBSiC/SSiC інтегруються бездоганно зі стеками AlN/Si3N4 DBC та припоєм сріблом, розкриваючи весь потенціал надійності пристроїв SiC до 175–200°C.
Sicarb Tech постачає розсіювачі на рівні чіпів та базові вставки на рівні модулів, адаптовані для дискретних корпусів (TO-247/TO-263), напівмостових/повних мостових модулів та інтелектуальних блоків живлення — з точністю плоскості, варіантами металізації та сумісністю з припоєм сріблом або TLP-з'єднанням.

Specificații tehnice și caracteristici avansate
Показові можливості (налаштовані для кожного пристрою/модуля):
- Матеріали та теплові властивості
- SSiC: високої чистоти, високої міцності; теплопровідність зазвичай 150–200+ Вт/м·К; відмінна зносостійкість/корозійна стійкість
- RBSiC: економічно ефективний з високими тепловими характеристиками; пористість контролюється для передбачуваної провідності
- SiSiC: кремній-інфільтровані структури для адаптованої провідності та CTE
- Механічні та розмірні
- Товщина: 0,2–2,0 мм вставки для чіпів; 2–6 мм вставки/опорні плити для модулів
- Площинність: ≤50 мкм по всій площі модуля; ≤20 мкм локальна зона чіпа
- Обробка поверхні: Ra ≤0,4 мкм для оптимальних інтерфейсів TIM та припою
- Адаптований CTE відповідає AlN/Si3N4 DBC для мінімізації напруги
- Інтеграція та інтерфейси
- Сумісний з припоєм сріблом, TLP та високонадійними припоями
- Варіанти металізації (Ti/Ni/Ag) там, де це потрібно для з'єднання або електричного екранування
- Підтримує бездротові збірки мідних затискачів та компонування Кельвіна
- Цілі теплових характеристик
- Зниження RθJC: 10–25% порівняно з нерозсіюючими стеками (залежить від застосування)
- Зниження ΔTj: 8–20 K у гарячих точках з високим потоком при перемиканні 50–100 кГц
- Покращена перехідна характеристика Zth(j-a) для імпульсних навантажень та циклів живлення
- Robustez ambiental
- Стійкість до пилу/стирання для цементу/текстилю; сумісний з конформними покриттями та герметичними корпусами
- Сумісність з рідинним охолодженням: хімічно стійкий з інгібіторами корозії; низька ерозія під час потоку
- Відповідність
- Координація ізоляції IEC 60664 (на рівні стека), екологічні випробування IEC 60068, безпека IEC 62477-1; практики PEC та NTDC
Інженерні послуги Sicarb Tech:
- Тепловий FEA з картами втрат потужності на основі профілю місії
- Кореляція ІЧ-термографії та калориметрична перевірка
- Спеціальна обробка та лазерні функції для вбудовування датчиків (NTC/RTD/волокно Брегга)
Industrial Power Electronics-erako neur daitezkeen irabazi termikoak eta dentsitatekoak
| Зниження підвищення температури переходу та вища щільність у гарячих точках Пакистану | Підкладки для розсіювання тепла на рівні чіпів SiC (Sicarb Tech) | Звичайний мідний штифт/алюмінієвий розсіювач |
|---|---|---|
| Теплопровідність та розсіювання гарячих точок | Високе розсіювання з керамікою SiC; стабільний при високій T | Помірний; зберігаються локалізовані гарячі точки |
| ΔTj під імпульсним навантаженням | −8 до −20 K типове покращення | Linia bazowa |
| Надійність при циклічності | Висока (жорстка, низька втома; хороше поєднання CTE) | Середня; ризики невідповідності CTE |
| Resistência à corrosão/poeira | Відмінно в абразивному/запиленому середовищі | Змінна; проблеми з окисленням та зносом |
| Розмір радіатора та вентилятора | Зменшено через нижчий шлях Rθ | Більший для компенсації гарячих точок |
Avantaje cheie și beneficii dovedite
- Нижчі температури та градієнти переходу: вставки розсіювача під кристалами зменшують теплові піки, продовжуючи термін служби при частих перепадах напруги та навколишньому нагріванні в Пакистані.
- Вища щільність потужності: пом'якшуючи гарячі точки, проектувальники можуть збільшити частоту перемикання та щільність струму, зменшуючи розміри магнітних елементів та радіаторів.
- Надійність у суворих умовах: міцність кераміки та стійкість до стирання запобігають деградації на запилених цементних та текстильних підприємствах.
- Економія витрат та OPEX: менші системи охолодження, триваліший термін служби TIM (менше викачування) та менше теплових спрацьовувань означають нижчі витрати на технічне обслуговування та енергію.
Citação de especialista:
«Локальне управління тепловим режимом на рівні кристала — з використанням високопровідної кераміки та вдосконаленого кріплення — стало необхідним для реалізації обіцянки надійності SiC при підвищених температурах переходу». — IEEE Power Electronics Magazine, Packaging & Thermal Trends in WBG, 2024
Aplicații din lumea reală și povești de succes măsurabile
- Модулі інвертора ДБЖ для центрів обробки даних Лахора:
- Розсіювачі на рівні чіпів SSiC, вбудовані під перемикачами з великими втратами.
- Результати: пікова температура переходу знижена на 14 K при навантаженні 75%; загальний ДБЖ досяг 97,3% ефективності; знижено профіль швидкості вентилятора охолодження, заощаджуючи ~9% енергії ОВКВ.
- Текстильні рами VFD Фейсалабада:
- Базові вставки RBSiC під напівмостовими модулями з конформними друкованими платами.
- Результати: зниження температури шафи на 18%, на 20% менше теплових спрацьовувань влітку; цикл заміни фільтра продовжено через меншу робочу навантаження вентилятора.
- Допоміжні насоси сталі Карачі:
- Гібридні розсіювачі SiSiC плюс припій сріблом.
- Продуктивність: прогнозоване збільшення терміну служби на 22–28% з моделей циклічності живлення; зниження чутного шуму за рахунок меншої потреби в повітряному потоці.
【Solicitação de imagem: descrição técnica detalhada】 Теплові карти поруч при 100 кГц: зліва — модуль без розсіювача на рівні чіпа, що показує концентровану гарячу точку; справа — модуль з розсіювачем SSiC, що показує рівномірний розподіл тепла. Включіть вигляд у розрізі стека кристал–припій–DBC–розсіювач SiC–TIM–холодна пластина з виносками для товщини, провідності та покращення ΔTj. Фотореалістичний, 4K.
Considerații privind selecția și întreținerea
- Вибір матеріалу
- Виберіть SSiC для максимальної провідності та механічної міцності, якщо дозволяє бюджет; RBSiC для економічно оптимізованих конструкцій з високою продуктивністю; SiSiC, коли потрібне налаштування CTE.
- Інтеграція стека
- Забезпечте відповідність цілям щодо плоскості та обробки поверхні; вкажіть припій сріблом для найкращих теплових характеристик/старіння при 175–200°C.
- Перевірте матеріал DBC (AlN для високого k; Si3N4 для міцності) на основі вібрації та рівнів циклічності.
- Стратегія охолодження
- Для шаф >250 кВт або великої висоти над рівнем моря розгляньте рідинне охолодження; контролюйте хімічний склад води (pH, інгібітори) для захисту холодних пластин.
- Підтримуйте товщину TIM <100 мкм та контролюйте викачування; вибирайте фазовий перехід або мастило з високою стабільністю.
- Ətraf mühitin mühafizəsi
- Використовуйте покриття та корпуси з надлишковим тиском у запиленому середовищі; перевірте цілісність прокладки та ущільнення.
- Перевірка та контроль якості
- Проведіть ІЧ-термографію та вимірювання перехідного Zth; співвіднесіть з FEA.
- Відстежуйте тенденції ΔTj у пілотних запусках; відповідно відрегулюйте товщину та площу розсіювача.
Factori de succes în industrie și mărturii ale clienților
- Fatturi ta' suċċess:
- Раннє теплове співепроектування з магнітними елементами та компонуванням для використання вищих частот перемикання
- Картування втрат на основі профілю місії, що відображає просідання мережі Пакистану та піки навколишнього середовища
- Ретельна метрологія для плоскості, шорсткості та пористості кріплення
- Пілотна перевірка протягом найспекотніших місяців для підтвердження запасів
- Відгук (керівник операцій, великий виробник цементу в Пенджабі):
- «Розсіювачі SiC на рівні чіпів вирівняли наші гарячі точки та стабілізували приводи протягом пікового літа. Вікна технічного обслуговування коротші та менш часті».
Inovații viitoare și tendințe de piață
- Perspettiva 2025–2027:
- Модулі з двостороннім охолодженням з вбудованими розсіювачами SiC та мікроканальними холодними пластинами
- Екосистема пластин SiC 200 мм знижує вартість пристрою та забезпечує ширше впровадження передової упаковки
- Вбудовані датчики (волокно Брегга/RTD) у розсіювачі для теплового картування в реальному часі та передбачуваного технічного обслуговування
- Гібридні композити, що поєднують кераміку SiC з графітовими площинами для надзвичайного бічного розсіювання
Perspectiva da indústria:
«Теплотехніка зараз є основним важелем для підвищення щільності потужності в системах WBG, при цьому керамічні розсіювачі відіграють центральну роль». — IEA Technology Perspectives 2024, розділ Power Electronics
Întrebări frecvente și răspunsuri de specialitate
- Якого зниження ΔTj ми можемо очікувати?
- Зазвичай 8–20 K залежно від розподілу втрат, товщини розсіювача та методу охолодження; ми перевіряємо за допомогою ІЧ-випробувань та випробувань Zth.
- Чи збільшить додавання розсіювача тепловий опір?
- Ні, якщо правильно спроектовано. Кераміка SiC з високим k та інтерфейси з припоєм сріблом зменшують загальний RθJC, одночасно покращуючи бічний розподіл.
- Чи сумісні розсіювачі з існуючими модулями?
- Так, як вставки під DBC або як оновлення опорної плити. Ми надаємо варіанти обробки та товщини для підтримки висоти стека.
- Чи впливають розсіювачі на електричну ізоляцію?
- Розсіювач є частиною механіко-теплового стека; електрична ізоляція зберігається за допомогою кераміки DBC та ізоляторів відповідно до IEC 60664.
- Яка рентабельність інвестицій?
- 12–24 місяці в додатках ДБЖ/VFD безперервної роботи від енергії, охолодження та розширених інтервалів технічного обслуговування.
De ce această soluție funcționează pentru operațiunile dumneavoastră
Підкладки для розсіювання тепла на рівні чіпів SiC безпосередньо вирішують теплові та екологічні проблеми Пакистану, зменшуючи гарячі точки, стабілізуючи температури переходу та забезпечуючи вищі частоти перемикання. Це означає більш щільні, тихіші та ефективніші системи ДБЖ та приводу з тривалішим терміном служби та меншою кількістю спрацьовувань — основні переваги в текстильній, цементній, сталеливарній та новій інфраструктурі даних.
Conectați-vă cu specialiști pentru soluții personalizate
Покращуйте свій тепловий стек за допомогою Sicarb Tech:
- 10+ snin ta' kompetenza fil-manifattura SiC bl-appoġġ tal-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi
- Desenvolvimento de produtos personalizados em materiais R-SiC, SSiC, RBSiC e SiSiC
- Serviços de transferência de tecnologia e estabelecimento de fábricas para criação de valor local
- Готові рішення від обробки матеріалів до готових, перевірених теплових стеків
- Перевірений досвід роботи з 19+ підприємствами; швидке прототипування, кореляція ІЧ/FEA та пілотні розгортання
Отримайте безкоштовний тепловий аудит, оцінку зниження ΔTj та модель рентабельності інвестицій для ваших перетворювачів.
- E-mail: [email protected]
- Telefone/WhatsApp: +86 133 6536 0038
Reserve as vagas de engenharia e produção do 4º trimestre de 2025 para garantir a entrega antes das cargas de pico do verão.
Metadados do artigo
- Última atualização: 11/09/2025
- Następny planowany przegląd: 2
- Autor: Equipe de Engenharia de Embalagem e Térmica da Sicarb Tech
- Contact: [email protected] | +86 133 6536 0038
- Foco em padrões: IEC 60664, IEC 62477-1, IEC 60068; alinhado com as práticas PEC e critérios de qualidade do Código de Rede NTDC

About the Author: Sicarb Tech
We provide clear and reliable insights into silicon carbide materials, component manufacturing, application technologies, and global market trends. Our content reflects industry expertise, practical experience, and a commitment to helping readers understand the evolving SiC landscape.




