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2026.Feb.02

热传导-TC SiC 热传导系数为什么差很大,从晶面到厚度,快速看懂差异来源

文章-横幅
 

SiC 为什么没有固定的热传导系数?

首先必须理解,SiC 是一种典型的「各向异性」材料,热在不同方向流动的效率并不相同。 平面方向(in-plane) 与 垂直方向(through-plane) 的导热能力可能有显著差异,而晶圆的 Si-face 与 C-face 也可能因表层条件或制程不同而产生些许变化。 再加上晶圆厚度(如 350 μm / 500 μm / 650 μm)的差异,甚至不同供应商之间的制程差异,都会让最终的热导系数呈现「并不一致」的状态,SiC 热传导的主要变化通常集中在两件事:
 

  • 热流方向不同,热导自然不同
in-plane 方向因原子键结排列,通常比 through-plane 更容易传热。
  • 厚度、晶面或批次差异,可能形成额外偏差
这些差异不一定巨大,但对于高功率设计来说往往足以影响模拟结果。

Through-plane热流示意图
▲图一 SiC In-plane & Through-plane热流示意图
 
 

HotDisk(TPS, ISO-22007)能提供哪些「实务上有帮助」的资讯?

HotDisk 属于瞬态平面热源法,适合做「工程实务中的热传比较」。
它能协助工程师了解:
  • 材料 in-plane / through-plane 的热传导行为
  • 不同厚度晶圆之间的趋势差异
  • 不同供应商、不同批次材料的热性比较

HotDisk量测方式快速、不破坏样品,也适合建立模拟需要的材料资料库。
不过需要注意的是,TPS 不是用来做深度晶向解析,因此更偏向提供「方向性趋势」而非完整晶体热传。
 

HotDisk检测示意图
▲图二 HotDisk检测示意图
 


拥有自己的量测资料,模拟才真正贴近现实

许多工程师发现,只要把「自己材料的 in-plane / through-plane 数据」输入模拟,结果与实际就能靠近许多。
只有您正在使用的材料,才真正代表您的产品。
 

更准确的材料资料也能带来:

  • 更可靠的热点预测
  • 更明确的散热方案比较
  • 减少反覆打样与测试的成本
  • 更清楚的供应商差异评估

而随着 SiC 应用需求增加,累积自己的材料热性 database,已是许多研发团队开始重视的必备工作。
不论做的是功率模组、EV电源、封装热管理或其他高热流应用,SiC 的热传导系数都会左右产品最终的可靠度与性能。

如果您手上刚好有想比较的:
  • 不同厚度 SiC 晶圆
  • 不同供应商样品
  • 特定晶面或方向的热导需求
都欢迎找我们讨论。我们可以协助您规划测试条件,并提供清楚的热特性资料,让您的模拟与设计更有依据!

 
HotDisk TPS 3500
 ▲图三 HotDisk TPS 3500

 
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