CHINA Wuxi Special Ceramic Electrical Co.,Ltd Company News

In modernen Elektrofahrzeugen, Bahntraktion und Industrieantrieben leiden IGBT-Leistungsmodule aufgrund hoher thermischer Belastungen häufig unter Überhitzung, Delamination und Ermüdungsversagen. Herkömmliche Substrate aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid können Wärmeleitfähigkeit und mechanische Zähigkeit nicht in Einklang bringen, was zu einer verkürzten Lebensdauer führt. Das Hochwärmeleitfähige Siliziumnitrid-Keramiksubstrat bietet eine optimale Lösung mit einer Wärmeleitfähigkeit von 90–100 W/m·K, einer Biegefestigkeit von über 600 MPa und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2,8–3,2×10⁻⁶/K, was perfekt zu Siliziumchips passt, um thermische Spannungen zu minimieren. Es zeichnet sich auch durch eine ausgezeichnete elektrische Isolierung (>20 kV/mm) und geringe dielektrische Verluste (

Hersteller von hydraulischen Pumpen und Hochdrucksystemen haben häufig Probleme mit schnellem Verschleiß und Versiegelungsversagen von Metallkolben.Schürfen, und mögliche Leckagen. Der Keramikkolben aus Siliziumnitrid bietet eine bewährte Lösung mit einer Biegefestigkeit von über 1000 MPa und einem Reibungskoeffizienten von unter 0.3, arbeitet es auch unter trockenen oder schlecht geschmierten Bedingungen reibungslos. Im Gegensatz zu Stahl reagiert Si3N4 nicht mit flüssigen Metallen oder ätzenden Medien und bietet eine ausgezeichnete chemische Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit.Tests zeigen, dass die Lebensdauer dreimal länger ist als bei Stahlkolben, mit gleichbleibender Dichtung und Dimensionsstabilität. Heutzutage werden Siliziumnitridkolben in Hochdruckreinigungspumpen, Beschichtungssystemen, Hydraulikpressen und Kraftstofflieferungen weit verbreitet.Unterstützung der Kunden bei geringeren Ausfallzeiten und geringeren Wartungskosten.

Da sich Halbleiter der dritten Generation wie SiC-, GaN- und IGBT-Module weiter in Richtung höhere Leistungsdichte und Schaltfrequenz entwickeln,Kunden stehen zunehmend vor Herausforderungen bei thermischen Ausfällen und GerätezuverlässigkeitBei hohen Temperaturen und hohen Strömen leiden herkömmliche Aluminiumoxid- oder Aluminiumnitridsubstrate häufig unter geringer Wärmeleitfähigkeit und schlechter mechanischer Festigkeit.die zu Überhitzung führt, Lötmüdigkeit oder Delamination. Das keramische Substrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit aus Siliziumnitrid (Si3N4) bietet eine bahnbrechende Lösung.Hergestellt aus hochreinem Si3N4-Pulver durch Präzisionsformung und Sinterung über 2000°C, bietet eine Wärmeleitfähigkeit von > 80 W/m·K, eine hervorragende Isolierung, geringe dielektrische Verluste und eine überlegene Biegefestigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien entspricht der Wärmeausdehnungskoeffizient von Siliziumnitrid dem von Siliziumchips, wodurch die thermische Belastung verringert und eine Delamination verhindert wird.Die hohe Bruchfestigkeit und die Wärmeschlagfestigkeit gewährleisten die Zuverlässigkeit bei schnellen Heizzyklen und häufigen Start-Stop-Betriebsvorgängen, was die Lebensdauer des Moduls erheblich verlängert. Siliziumnitrid-Keramiksubstrate werden mittlerweile weit verbreitet in EV-Motorantriebsmodule, Zugantriebskonverter, Hochgeschwindigkeitszugsteuerungssysteme und Schnellladegeräte eingesetzt.Kundenfeedback zeigt bis zu 15% niedrigere Verbindungstemperatur und eine dreifache Verbesserung der thermischen Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Substraten. Mit ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, mechanischer Zuverlässigkeit und elektrischer IsolierungSiliziumnitrid-Keramiksubstrate sind zum bevorzugten Material für die Verpackung von Leistungselektronik der nächsten Generation und für das thermische Management geworden, die sichere, langlebige und effizientere Halbleitersysteme unterstützen.

In der Papier- und Sandstrahlindustrie sehen sich Kunden häufig mit schnellem Düsenverschleiß und häufigen Auswechslungen konfrontiert, was kostspielige Ausfallzeiten verursacht. Herkömmliche Metalldüsen erodieren schnell unter Hochdruck, Hochgeschwindigkeitsflüssigkeiten und abrasiven Schlämmen. Keramikdüsen aus Siliziumnitrid bieten eine robuste Lösung. Hergestellt durch Heißpresssintern von feinem Si₃N₄-Pulver, erreichen sie eine Härte von über HRA 93 und eine Verschleißfestigkeit, die mehr als achtmal höher ist als die von Edelstahl. Die glatte, dichte Oberfläche minimiert die Reibung und verhindert Verstopfungen während des Betriebs. Diese Düsen sind auch beständig gegen chemische Korrosion durch Zellstoff, Säuren und alkalische Flüssigkeiten und bieten eine kontinuierliche Lebensdauer von über einem Jahr, verglichen mit nur wenigen Monaten bei Metalltypen. Anwender berichten von geringeren Ersatzteilkosten, weniger Wartungsunterbrechungen und verbesserter Entwässerungs- und Sprüheffizienz. Infolgedessen behalten Produktionslinien eine höhere Konsistenz und einen geringeren Energieverbrauch bei.

Bei Niederdruckguss und Aluminiumgießereien haben viele Kunden Probleme mit Rissen und Korrosion, die durch geschmolzenes Aluminium und thermischen Schock entstehen.Der häufige Austausch von Metallrohren oder Heizschutzrohren erhöht nicht nur die Wartungskosten, sondern beeinträchtigt auch die Produktionsstabilität. Die Keramik-Riser-Röhre aus Siliziumnitrid (Si3N4) und die Heizschutzröhre bieten eine langfristige Lösung für diese Probleme.Diese keramischen Bauteile weisen eine hohe Dichte auf.Auch bei schneller Erhitzung und Kühlung erhalten sie volle Strukturintegrität und widerstehen Aluminium-Infiltrationen. Der geringe Wärmeausdehnungskoeffizient und die hervorragende Wärmeleitfähigkeit sorgen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung, minimieren die Oxidation von Metallen und verbessern die Energieeffizienz.Siliziumnitrid-Riser-Röhren können Tausende von Stunden ohne Ersatz arbeiten, während Heizschutzrohre die Lebensdauer der Heizelemente effektiv verlängern. Felddaten zeigen, dass Kunden, die Si3N4-Komponenten verwenden, eine um bis zu 30% höhere Produktionsstabilität und eine sauberere Qualität von geschmolzenem Aluminium aufweisen.Durch ihre Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und lange Lebensdauer werden keramische Bauteile aus Siliziumnitrid zu Schlüsselmaterialien für moderne Aluminiumgussvorgänge.

Für Anwender von Industriemaschinen und Elektromotoren sind Lagerausfälle und häufige Wartung zentrale Herausforderungen, die sich auf die Kosteneffizienz und Produktivität auswirken. Herkömmliche Stahlkugellager leiden unter Verschleiß, Korrosion und Schmierungsversagen, insbesondere in rauen oder Hochgeschwindigkeitsumgebungen. Die hochfeste Siliziumnitrid-Keramikkugel, gesintert unter heißisostatischem Pressen, bietet eine überlegene Lösung. Mit einer Härte von über HRA92 und einer Biegefestigkeit von über 1000 MPa bietet sie unübertroffene Haltbarkeit und Stabilität. Die Verschleißrate ist um 40 % geringer als bei Stahl, was einen reibungslosen Betrieb auch bei schlechter Schmierung oder Verunreinigung gewährleistet. Ihre selbstschmierenden und korrosionsbeständigen Eigenschaften machen sie ideal für Marine-Windturbinen, Luft- und Raumfahrtsysteme und Vakuummaschinen. Kunden berichten von Wartungsintervallen, die bis zu 3-mal länger sind als bei Stahlkugellagern, wodurch Ausfallzeiten minimiert und die Produktivität gesteigert werden. In Präzisionsspindeln werden Geräusche und Temperaturanstieg um über 20 % reduziert, während die Dauerbetriebslebensdauer 10.000 Stunden übersteigt, was messbare langfristige Einsparungen ermöglicht. Mit diesen Vorteilen werden Siliziumnitrid-Keramikkugeln zunehmend in fortschrittlichen Lageranwendungen eingesetzt, die Haltbarkeit, Stabilität und geringe Wartungskosten erfordern — um den sich entwickelnden Anforderungen der industriellen Ausrüstung der nächsten Generation gerecht zu werden.

In Elektromotoren, Werkzeugmaschinenspindeln und Windkraftanlagen sehen sich Kunden mit wiederkehrenden Problemen durch Lagerverschleiß und elektrische Korrosion unter Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturbedingungen konfrontiert. Herkömmliche Stahlkugeln neigen dazu, sich zu überhitzen, zu oxidieren und zu versagen, wenn sie Streuströmen ausgesetzt sind — was die Lebensdauer des Systems verkürzt und die Wartungskosten erhöht. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, bietet die Hochleistungs-Heißisostatisch gepresste (HIP) Siliziumnitrid-Keramikkugel eine bewährte Lösung. Hergestellt aus ultrareinem Si₃N₄-Pulver und bei über 2000°C gesintert, gewährleistet das HIP-Verfahren volle Dichte und eine porenfreie Struktur, was zu außergewöhnlicher Zähigkeit und thermischer Stabilität führt. Die Keramikkugel kombiniert hohe elektrische Isolation mit hoher mechanischer Festigkeit, verhindert elektrische Lochfraßbildung und gewährleistet einen stabilen Betrieb auch bei Temperaturen bis zu 1000°C. Mit einem Gewicht von nur 40 % einer Stahlkugel reduziert sie die Rotations Trägheit und die Wärmeentwicklung. Ihre selbstschmierende Oberfläche minimiert die Reibung und ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb, ideal für langfristige Zuverlässigkeit in Elektromotoren und Präzisionsspindeln. Anwendungen umfassen: Zahnbohrerlager (≈1mm) — Gewährleistung von Ultrahochgeschwindigkeitsstabilität Elektromotorlager (≈10mm) — Beseitigung von elektrischer Erosion Windturbinengeneratorlager (≈50mm) — Verbesserung der Haltbarkeit und Sicherheit Mit den Vorteilen von Leichtbauweise, Verschleißfestigkeit, Isolierung und langer Lebensdauer definieren HIP-Siliziumnitrid-Keramikkugeln den Zuverlässigkeitsstandard für moderne Lagertechnik neu.

In Schmelzaluminium-Heizsystemen leiden metallische oder Graphit-Heizschutzrohre häufig unter Oxidation und Korrosion, was zu häufigen Ausfällen führt. Das Siliziumnitrid-Heizschutzrohr bietet außergewöhnliche Haltbarkeit mit einer Biegefestigkeit von über 800 MPa, einer Wärmeleitfähigkeit von 25–30 W/m·K und überragender Thermoschockbeständigkeit. Si₃N₄ ist nicht benetzend für geschmolzenes Aluminium und chemisch inert, wodurch die Reinheit des Metalls während des Langzeitbetriebs erhalten bleibt. Es hält extremen Temperaturwechseln bis zu 1000°C ohne Rissbildung stand und gewährleistet eine stabile Wärmeübertragung und schützt Heizelemente vor direktem Metallkontakt. Feldberichte zeigen eine Lebensdauer von über 12 Monaten, wodurch die Wartungshäufigkeit um 70 % reduziert und die Heizeffizienz um 15 % verbessert wird. Das Produkt ist zur bevorzugten Wahl für Druckgießereien, Aluminiumgießereien und kontinuierliche Schmelzöfen geworden, die Energieeffizienz und Zuverlässigkeit suchen. Durch die Verhinderung von Verunreinigungen und die Verlängerung der Wartungsintervalle bieten Si₃N₄-Heizrohre sowohl Kosteneinsparungen als auch eine konstante Prozessstabilität unter rauen industriellen Bedingungen.

Da die SiC- (Siliziumcarbid) und GaN- (Galliumnitrid) -Technologien die Leistungselektronikindustrie weiter neu gestalten, steigt die Nachfrage nach zuverlässigen, leistungsfähigen Verpackungsmaterialien.Keramische Substrate aus Siliziumnitrid (Si3N4), mit geringem dielektrischen Verlust, hoher Isolationsfestigkeit und außergewöhnlicher mechanischer Festigkeit, sind zu einer Top-Wahl für fortschrittliche Anwendungen von Leistungsmodulen geworden. Das aus hochreinem Si3N4-Pulver hergestellte und über 2000°C gesinterte Siliziumnitrid-Keramiksubstrat erreicht eine dielektrische Konstante unter 8 und eine Verlusttangente (tanδ) < 0.001, die bei hohen Frequenzen einen minimalen Energieverlust gewährleisten, eine Biegefestigkeit von mehr als 800 MPa und eine hervorragende Wärmeschlagfestigkeit aufweisen,das Substrat auch unter harten thermischen Zyklusbedingungen seine strukturelle Integrität beibehält. Für Hochleistungs-Halbleitermodule wie IGBTs, MOSFETs und SiC-Geräte sorgt die geringe dielektrische Eigenschaft für eine effiziente Signalübertragung.Während eine hohe mechanische Festigkeit die Zuverlässigkeit und die Schwingungsbeständigkeit erhöhtIm Vergleich zu Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid kombinieren Si3N4-Substrate eine hohe Wärmeleitfähigkeit (> 80 W/m·K) mit einer überlegenen Bruchfestigkeit, was sie ideal für Elektrofahrzeuge macht.Zugsteuerungseinheiten, und Schnelllademodule. Heute werden Siliziumnitrid-Keramik-Substrate in neuen Energiemotorsystemen, industriellen Wechselrichtern, Leistungsumwandlungsmodulen und 5G-Basisstationverstärkern weit verbreitet.eine stabile Isolierung und eine effektive WärmeablösungMit ihrem unvergleichlichen Gleichgewicht von thermischen, elektrischen und mechanischen Leistungen definieren Si3N4-Substrate die Standards für Halbleiterverpackungen der nächsten Generation neu.

Leistungsmodule für Elektrofahrzeuge arbeiten oft unter extremen Bedingungen — hoher Strom, hohe Frequenz und kontinuierliche thermische Zyklen. Diese Belastungen führen zu Delamination, Lötstellenermüdung und schließlich zum Ausfall der Bauteile. Der High-Insulation Silicon Nitride Substrate wurde entwickelt, um diese Probleme zu beheben, indem er hohe Wärmeleitfähigkeit (≥90 W/m·K), überlegene dielektrische Festigkeit (≥20 kV/mm) und außergewöhnliche mechanische Robustheit (≥600 MPa) in einer einzigen Plattform kombiniert. Mit einem CTE von 3×10⁻⁶/K passt das Substrat perfekt zu den Silizium- oder SiC-Chips, wodurch die thermische Ermüdung reduziert und die Langzeitzuverlässigkeit erhöht wird. Die AMB- oder DBC-Kupfermetallisierung bietet eine ausgezeichnete Haftung und einen geringen Wärmewiderstand für eine effiziente Wärmeableitung. Felddaten zeigen, dass Si₃N₄-basierte Module über 2000 Stunden bei 125°C ohne Degradation betrieben werden können und die Stabilität über mehr als 100.000 thermische Zyklen beibehalten. Heute werden Si₃N₄-Substrate in EV-Traktionswechselrichtern, On-Board-Ladegeräten, DC-DC-Wandlern und Energiespeichersystemen weit verbreitet eingesetzt und bieten im Vergleich zu herkömmlicher Keramik einen sichereren Betrieb, eine höhere Leistungsdichte und eine längere Lebensdauer. Für Hersteller, die Zuverlässigkeit der nächsten Generation suchen, gewährleistet diese Technologie eine hervorragende elektrische Isolierung und Wärmemanagementleistung unter rauen Automobilumgebungen.