AL1885 AlSiC 알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트

알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트 설명

AlSiC는 텅스텐 구리를 대체하기 위해 미군 레이더 칩 기판에 처음 사용되었습니다. 교체 후 방열 효과가 우수하고 레이더의 전체 무게가 10kg 감소하여 알루미늄-실리콘 카바이드 소재가 주목을 받고 있습니다. 고전류 IGBT (절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 모듈은 작동 중에 많은 양의 열을 발생시킵니다. 일반적으로 IGBT 기판 제작에는 AlSiC 소재가 사용되며 고전력 IGBT 모듈은 진동, 고온 및 먼지에서도 칩을 사용할 수 있도록 단단히 포장됩니다 . 알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT베이스 플레이트는 매우 가볍고 무게는 구리의 1/3에 불과하지만 굽힘 강도는 강철만큼 우수합니다. 따라서 내진 성능이 구리 기판보다 뛰어납니다. 따라서 고전력 전자 패키징에서 알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트는 높은 열전도율, 낮은 열팽창 계수 및 굴곡 강도의 고유한 조합으로 인해 대체 불가능한 소재입니다.

알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트 사양

알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트 응용 분야

알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트는 다음과 같은 응용 분야가 있습니다:

1. 자동차 및 전기 자동차(EV) 트랙션:

AlSiC 베이스 플레이트는 전기 및 하이브리드 차량의 전력 전자장치에 광범위하게 사용됩니다. 주요 응용 분야로는 전기 모터를 제어하는 메인 트랙션 인버터와 DC-DC 컨버터 및 온보드 충전기가 있습니다. 가볍기 때문에 차량 효율성이 향상되며, 뛰어난 열 관리 및 CTE 매칭으로 혹독한 온도 순환 조건에서도 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

2. 산업용 모터 드라이브 및 자동화:

산업 환경에서는 공장의 기계를 제어하는 고출력 모터 드라이브와 서보 드라이브에 AlSiC가 필수적입니다. 또한 고주파 유도 가열 시스템과 산업용 용접 장비에도 사용됩니다. 이 소재의 높은 강성과 열 성능은 지속적이고 까다로운 작업에서 고장을 방지합니다.

3. 재생 에너지 시스템:

이 소재는 태양광 인버터와 풍력 터빈 컨버터의 핵심 부품입니다. 전력 반도체의 열을 효과적으로 관리하면서 실외 환경 온도 변화를 견뎌냅니다. 이러한 시스템에서 요구되는 장기적인(20년 이상) 신뢰성을 위해서는 일치하는 CTE가 매우 중요합니다.

4. 철도 운송:

고속 열차, 트램, 기관차의 트랙션 컨버터와 추진 시스템에는 AlSiC 베이스 플레이트가 사용됩니다. 이 제품은 철도 운행에서 발생하는 높은 진동과 전력 수준을 처리하는 데 필요한 기계적 강도와 열 순환 신뢰성을 제공합니다.

5. 전력 전송 및 그리드 인프라:

HVDC(고전압 직류) 변환소 및 FACTS(유연 교류 송전 시스템) 장치에서 볼 수 있습니다. 이러한 시스템에는 최고의 신뢰성과 전력 처리가 필요하며, AlSiC의 안정적인 열적 및 기계적 특성이 이를 제공합니다.

6. 무정전 전원 공급 장치(UPS) 및 데이터 센터:

데이터 센터와 중요 인프라를 보호하는 고전력 UPS 시스템에서는 전력 변환 장치의 IGBT 모듈에 AlSiC 베이스 플레이트가 사용됩니다. 뛰어난 열 관리 기능을 통해 전력 밀도를 높이고 더욱 컴팩트하고 안정적인 설계가 가능합니다.

알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트 포장

충격 방지를 위해 진공 밀봉을 사용하여 상자를 채웁니다. 알루미늄 실리콘 카바이드 IGBT 베이스 플레이트의 보관 또는 운송 중에 발생할 수 있는 손상을 방지하기 위해 세심한 주의를 기울입니다.

자주 묻는 질문

Q1: 자동차 트랙션 인버터 애플리케이션에서는 지속적인 전력 사이클링에 직면합니다. 기존 구리에 비해 AlSiC 베이스 플레이트가 장기적인 신뢰성을 구체적으로 어떻게 개선합니까?

A1: AlSiC는 전력 사이클링에서 열-기계적 피로라는 핵심 과제를 직접적으로 해결합니다. 모듈 내부의 세라믹 기판(예: AlN 또는 Si₃N₄)과 열팽창계수(CTE)가 크게 다른 구리와 달리, AlSiC의 CTE는 거의 완벽하게 일치하도록 설계할 수 있습니다. 이렇게 긴밀한 CTE 매칭은 온도 변화 시 레이어 사이의 중요한 솔더 조인트에 가해지는 스트레스를 크게 줄여줍니다. 그 결과 솔더 피로, 균열 및 박리가 극적으로 감소하여 전기 자동차의 가혹한 조건에서 모듈 수명을 훨씬 더 길고 예측 가능하게 연장할 수 있습니다.

Q2: 소니의 산업용 모터 드라이브는 진동이 심한 환경에서 작동합니다. AlSiC 베이스 플레이트를 사용하면 어떤 구조적 이점이 있나요?

A2: AlSiC는 고진동 환경에 이상적인 우수한 기계적 특성을 제공합니다. 이 소재는 순수 알루미늄을 훨씬 능가하는 강성과 비강도를 가진 복합 소재로 강철이나 주철과 같은 훨씬 더 무거운 소재와 비슷합니다. 이러한 높은 강성은 베이스 플레이트가 기계적 응력과 열 하중 하에서 뛰어난 평탄도를 유지하도록 보장하기 때문에 매우 중요합니다. 평평한 베이스 플레이트는 외부 방열판과의 최적의 접촉을 보장하여 핫스팟 및 열 인터페이스 저하를 방지합니다. 궁극적으로 이러한 구조적 무결성은 진동으로 인한 고장으로부터 전체 전원 모듈을 보호하여 중장비, 프레스 및 기타 까다로운 산업용 애플리케이션에 견고하게 사용할 수 있도록 합니다.

Q3: 차세대 태양광 인버터에서 더 높은 전력 밀도를 위해 설계하고 있습니다. AlSiC 베이스 플레이트가 더 컴팩트한 설계에 기여할 수 있나요?

A3: 물론입니다. AlSiC는 더 높은 전력 밀도를 달성하기 위한 핵심 소재입니다. 높은 열전도율 덕분에 IGBT와 다이오드 칩에서 열을 효율적으로 빼앗아 열 한계를 초과하지 않고 더 높은 전류로 작동할 수 있습니다. 즉, 동일한 크기의 모듈에서 더 많은 전력을 생산하거나 동일한 전력 출력으로 더 컴팩트한 모듈을 설계할 수 있습니다. 또한 열 확산 능력이 뛰어나 2차 냉각 시스템의 단순화 또는 축소(예: 더 작은 방열판 또는 더 낮은 팬 속도)가 가능하여 전반적인 시스템 소형화 및 무게 감소에 기여할 수 있습니다.