CERAMTEC CONVALIDA LA RESISTENZA AL CALORE DEL NUOVO MODULO CONDUTTORE DI ALIMENTAZIONE ELETTRICA
Lo specialista della ceramica CeramTec ha testato con successo le capacità di raffreddamento del suo nuovo modulo a semiconduttore di potenza incentrato sulla mobilità elettrica.
Sviluppata insieme a Fraunhofer IISB , l’ultima innovazione ceramica dell’azienda è progettata per regolare termicamente gli inverter di azionamento dei veicoli elettrici. Durante i test di pressione approfonditi, CeramTec afferma che il suo modulo ha mostrato livelli di resistenza “impressionanti”, oltre a dimostrarsi un punto di montaggio ideale per semiconduttori, mostrando efficacemente il potenziale della ceramica all’interno dei concetti di e-drive contemporanei.
“Le misurazioni dei test hanno dimostrato che il modulo di alimentazione SiC con dispositivo di raffreddamento in ceramica al nitruro di alluminio ad alte prestazioni può sopportare carichi elevati”, ha affermato Richard Boulter, presidente industriale di CeramTec. “Con una bassa resistenza termica e un’elevata densità di imballaggio, il modulo di potenza per inverter di azionamento diventa un dispositivo di raffreddamento ad alte prestazioni per la mobilità elettrica che può essere modificato per requisiti specifici”.
Con un fatturato annuo di oltre 550 milioni di euro e un’offerta di 10.000 prodotti, CeramTec è uno dei principali produttori mondiali di ceramica tecnica. Grazie alle proprietà meccaniche uniche della ceramica, i prodotti dell’azienda hanno trovato un’ampia gamma di applicazioni e i suoi clienti provengono, tra gli altri, dai settori automobilistico, elettronico e medico.
Sebbene gran parte del portafoglio dell’azienda non sia direttamente correlato alla stampa 3D, ha recentemente evidenziato l’ importanza della diversificazione dei prodotti nel rilascio dei suoi dati finanziari FY 2020. Con questo in mente, quest’anno CeramTec ha compiuto passi avanti significativi nel settore della produzione additiva, attraverso aggiunte mirate al suo portafoglio di software e materiali.
Nel febbraio 2021, l’azienda ha lanciato la sua polvere da stampa “ROCAR 3D” , che si dice abbia proprietà simili al carburo di silicio, prima di rilasciare il suo strumento “CeramCreator” per aiutare i clienti a semplificare il flusso di lavoro di modellazione e, lavorando con Fraunhofer IISB, ha ora ha dimostrato il potenziale della sua offerta in ceramica anche nella produzione di veicoli elettrici.
Quando si tratta di regolare la potenza elettrica dei cosiddetti propulsori “e-drive”, è essenziale mantenere fresca la relativa elettronica, soprattutto quando funzionano continuamente in spazi ristretti. Per rendere questo possibile, CeramTec ha quindi collaborato con Fraunhofer IISB per sviluppare e lanciare un’esclusiva soluzione di termoregolazione a base di ceramica, sotto forma del suo nuovo modulo di potenza .
L’unità stessa è stata costruita nell’ambito del progetto “FuCera” congiunto delle società, attraverso il quale hanno deciso di identificare un metodo basato su un dispositivo di raffreddamento per scongelare in modo efficiente i chip semiconduttori. La ceramica, in particolare, è stata utilizzata per creare il dispositivo a causa della loro temperatura intrinseca, delle qualità chimiche e di resistenza all’usura, nonché della loro conduttività termica.
In definitiva, per generare la massima potenza con un peso efficiente, CeramTec ha sviluppato un gruppo unificato di nitruro di alluminio (AlN), che ora ha soprannominato tecnologia “chip-on-heatsink”. Utilizzando contemporaneamente entrambi i lati del dissipatore di calore come vettori e refrigeratori, l’azienda è stata in grado di produrre un modulo con una resistenza termica doppia rispetto ai sistemi di gestione del calore convenzionali.
Il nuovo approccio di CermaTec ha anche permesso di adattare la geometria interna del modulo per incorporare una struttura pin-fin, che serve ad aumentare la sua superficie di scambio termico rendendolo ultra compatto, quindi il prodotto finale presenta dimensioni di soli 48 x 36 mm, con un spessore di 3,6 mm e peso di dieci grammi.
Più di recente, per dimostrare le prestazioni termiche del suo modulo, l’azienda lo ha sottoposto a valutazioni di caratterizzazione termica utilizzando una stazione di prova PowerCycling. I risultati hanno mostrato che il dispositivo presentava una resistenza al calore di 0,15 K cm²/W dal chip all’acqua di raffreddamento, nonché una resistenza al taglio di circa 40 MPa, e CeramTec ha concluso che il suo modulo ha “buone proprietà di sinterizzazione”.
