Wie Keramiksubstrate Automobil-Leistungsmodule unterstützen

Die Branche der neuen Energiefahrzeuge schreitet schnell in Richtung eines qualitativ hochwertigen Wachstums voran und wird zu einem mit Spannung erwarteten Teil der globalen Lieferkette. Das Automobil-Leistungsmodul fungiert als „Energiezentrum“ von Fahrzeugen mit neuer Energie und ist für die Umwandlung des Gleichstroms der Batterie in den zum Betrieb des Motors erforderlichen Wechselstrom verantwortlich. Es verwaltet außerdem die Drehzahl und das Drehmoment des Motors und wirkt sich direkt auf die Leistung und Energieeffizienz des Fahrzeugs aus.

Bei diesem Vorgang entsteht viel Wärme. Branchentestdaten zeigen, dass die Betriebstemperatur gängiger IGBT-Leistungschips sofort auf über 150 °C ansteigen kann. Wenn diese Wärme nicht effizient abgeleitet und abgeleitet wird, sinkt die Leistung des Moduls. In extremen Fällen kann es zu Sicherheitsproblemen wie Kurzschlüssen und Geräteausfällen kommen. Daher sind die Wärmeableitung und die Anpassungsfähigkeit des Substrats an die Umgebung von entscheidender Bedeutung. Keramiksubstrate bieten unübertroffene technische Vorteile in Automobilanwendungen. Im Vergleich zu herkömmlichen Substraten bieten Keramiksubstrate eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, eine hervorragende Hochtemperaturstabilität sowie eine starke Isolierung und Korrosionsbeständigkeit.

Aufgrund der anspruchsvollen Natur des Automobileinsatzes, AutomotiveKeramiksubstratemüssen höhere technische Standards erfüllen als ihre industrietauglichen Pendants. Die größten Herausforderungen liegen in drei Schlüsselbereichen: Ausbalancieren von Leistungsparametern, Kontrolle der Fertigungspräzision und Überprüfung der Zuverlässigkeit:

1. Präzises Gleichgewicht der Leistungsparameter

Keramiksubstrate für die Automobilindustrie müssen Wärmeleitfähigkeit, mechanische Festigkeit und Wärmeausdehnung in Einklang bringen.

2. Genaue Fertigungskontrolle

Die Herstellung von Keramiksubstraten für die Automobilindustrie umfasst mehrere Schritte, darunter Pulversynthese, Formen, Sintern und Metallisierung. Jeder Schritt erfordert eine Kontrolle auf Millimeter- oder Mikrometerebene.

3. Strenges Zuverlässigkeitstestsystem

Testen des Heiß-Kalt-Zyklus: Zyklen zwischen -40 °C und 150 °C mehr als 1.000 Mal, um sicherzustellen, dass das Substrat nicht reißt oder sich ablöst; Stoß- und Vibrationstests: Verwendung eines simulierten Fahrzeugstoßes oder -aufpralls, wobei Beschleunigungen von über 1.000 G ohne Materialverschlechterung standgehalten werden; Alterungstest bei feuchter Hitze: Kontinuierlicher Wechsel bei 125 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 85 % für 5.000 Stunden, um sicherzustellen, dass die Isolierung funktioniert.

Folglich stellen diese Testmaßnahmen für inländische Unternehmen, die eine langfristige technische Entwicklung und den sofortigen Kauf von Ausrüstung benötigen, erhebliche praktische Eintrittsbarrieren dar, um ein Lieferant von Autokeramiksubstraten zu werden.

In jüngster Zeit haben inländische Unternehmen ihre Forschung und Entwicklung intensiviert und sind mit Berichten über Durchbrüche schnell auf die Kommerzialisierung der Ermüdungskeramiksubstrattechnologie im Inland zugegangen. Darüber hinaus haben sie die intensiven Tests ihrer im Inland entwickelten Siliziumnitrid-Keramiksubstrate durch führende Hersteller neuer Energiefahrzeuge erfolgreich bestanden und dabei die Gleichwertigkeit bei Temperaturwechsel- und Vibrationsschocktests mit Kyocera erfolgreich nachgewiesen und gleichzeitig Kosteneinsparungen von 20 bis 30 % erzielt. Diese neu homologierten Substrate werden kommerziell hergestellt, mit gemeldeten monatlichen Lieferungen von über 100.000 Einheiten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Fortschritte bei den inländischen Kapazitäten für Keramiksubstrate im Automobilbereich einen erheblichen industriellen Wert darstellen, insbesondere im Hinblick auf die Aktivitäten der Automobilindustrie, die Herstellungskosten von Fahrzeugen mit neuer Energie zu senken, die Sicherheit inländischer Industrie- und Lieferketten zu stärken und die Abhängigkeit von der internationalen Beschaffung grundlegender Kernkomponenten zu verringern und gleichzeitig das qualitativ hochwertige Wachstum der Branche in der Zukunft zu steigern.

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