थर्मल मैनेजमेंट का समाधान: एल्यूमीनियम नाइट्राइड अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स को कैसे ठंडा कर रहा है

जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण छोटे और अधिक शक्तिशाली होते जा रहे हैं, गर्मी प्रदर्शन का दुश्मन बन गई है। पारंपरिक थर्मल प्रबंधन सामग्री - एल्यूमिना सिरेमिक, पॉलिमर और इन्सुलेटिंग परतों वाले धातु - आधुनिक शक्ति घनत्व के साथ तालमेल बिठाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं।

पेश है एल्यूमीनियम नाइट्राइड (AlN) : एक सिरेमिक सामग्री जो पारंपरिक सिरेमिक के विद्युत इन्सुलेशन को धातु की तापीय चालकता के साथ जोड़ती है।

देखें कि एल्यूमीनियम नाइट्राइड पारंपरिक सब्सट्रेट सामग्री की तुलना में कैसा है:

एल्यूमीनियम नाइट्राइड बेरिलियम ऑक्साइड के करीब तापीय प्रदर्शन प्रदान करता है - विषाक्तता संबंधी चिंताओं के बिना - सिलिकॉन के साथ थर्मल विस्तार के एक गुणांक को बारीकी से मिलान करते हुए प्रदान करता है।

औद्योगिक सुविधाओं के लिए उच्च-बे एलईडी प्रकाश व्यवस्था के एक निर्माता को एक महत्वपूर्ण चुनौती का सामना करना पड़ रहा था: उनके ड्राइवर और एलईडी इतनी अधिक गर्मी उत्पन्न कर रहे थे कि समय से पहले विफलता हो रही थी, और वे जो एल्यूमीनियम पीसीबी का उपयोग कर रहे थे, वे संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स की रक्षा के लिए पर्याप्त तेजी से गर्मी को दूर नहीं कर पा रहे थे।

इंजीनियरिंग टीम ने अपने सबसे महत्वपूर्ण थर्मल प्रबंधन परत के लिए एल्यूमीनियम नाइट्राइड सब्सट्रेट्स का चयन करने से पहले कई समाधानों का मूल्यांकन किया।

एक पारंपरिक इन्सुलेटेड मेटल सब्सट्रेट (IMS) को सीधे-बॉन्डेड एल्यूमीनियम नाइट्राइड सिरेमिक परत से बदलकर, उन्होंने प्राप्त किया:

• जंक्शन तापमान में 40% की कमीउच्च-शक्ति एलईडी का

• थर्मल रनवे का उन्मूलनड्राइवर सर्किट में

• विस्तारित जीवनकाल25,000 घंटे से 100,000 घंटे से अधिक

• उच्च शक्ति घनत्वछोटे, अधिक लागत प्रभावी ल्यूमिनेयर की अनुमति

मुख्य बात सेमीकंडक्टर जंक्शनों से गर्मी को दूर करने की एल्यूमीनियम नाइट्राइड की क्षमता थी, जबकि सर्किट तत्वों के बीच पूर्ण विद्युत अलगाव बनाए रखा गया था।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: इलेक्ट्रिक वाहन इन्वर्टर और चार्जिंग स्टेशन संचालन के दौरान भारी गर्मी उत्पन्न करते हैं। एल्यूमीनियम नाइट्राइड सब्सट्रेट छोटे पैकेजों में उच्च शक्ति घनत्व को सक्षम करते हैं।

आरएफ और माइक्रोवेव: उच्च आवृत्तियों पर सामग्री का कम ढांकता हुआ नुकसान इसे 5जी बेस स्टेशन घटकों और रडार सिस्टम के लिए आदर्श बनाता है।

लेजर डायोड: औद्योगिक लेजर के लिए पंप डायोड को आक्रामक शीतलन की आवश्यकता होती है; AlN सबमाउंट सेमीकंडक्टर के सीटीई से मिलान करते हुए आवश्यक तापीय पथ प्रदान करते हैं।

यदि आप पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, आरएफ घटकों, या उच्च-चमक प्रकाश व्यवस्था को डिजाइन कर रहे हैं, तो एल्यूमीनियम नाइट्राइड को गंभीर विचार की आवश्यकता है। जबकि सामग्री में एल्यूमिना की तुलना में अधिक प्रारंभिक लागत आती है, सिस्टम-स्तरीय लाभ - छोटे हीटसिंक, उच्च विश्वसनीयता और अधिक शक्ति घनत्व - अक्सर स्वामित्व की कुल लागत को कम करते हैं।

अपने अगले प्रोजेक्ट में इस उन्नत सिरेमिक को एकीकृत करने के बारे में अधिक जानने के लिए एल्यूमीनियम नाइट्राइड डिजाइन गाइड