المادة العازلة الرئيسية لوحدة الطاقة

الصفحة الرئيسية أخبار الأخبار الصناعية المادة العازلة الرئيسية لوحدة الطاقة

2022-03-17 295

المواد العازلة الرئيسية لوحدة إمداد الطاقة

في تطوير وحدات أشباه موصلات الطاقة، مع تحسين التكامل وتقليل الحجم، يزداد استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة تبديد الحرارة، ويصبح تبديد الحرارة هو المشكلة الرئيسية في تصنيع الوحدات. ومع ذلك، فإن هيكل الوحدة التقليدية (اللحام والعقص) لم يتمكن من حل مشكلة تبديد الحرارة بنجاح. لذلك، تم طرح متطلبات جديدة للمواد الموصلة للحرارة والعازلة بين اللوحة الإلكترونية المعززة التي تبدد الحرارة والرقاقة. في الوقت الحاضر، هذا النوع من المواد المستخدمة في صناعة إلكترونيات الطاقة في الداخل والخارج هو بشكل عام هيكل لوحة مركبة من السيراميك والمعدن، يشار إليها باسم لوحة DBC (Dircet Bonding Copper).

??تشير تقنية DBC المزعومة إلى تقنية ربط النحاس مباشرة بالمواد الخزفية عند درجة حرارة عالية. تتكون لوحة DBC بشكل أساسي من Al2O3 وAIN وBeO وغيرها من ركائز السيراميك العازلة والموصلة للحرارة. ونادرا ما يستخدم BeO في الصناعة بسبب سميته. على الرغم من أن AIN يتمتع بموصلية حرارية جيدة ومعامل تمدد حراري مشابه لمعامل السيليكون، إلا أن سعره مرتفع جدًا. لذلك، في الوقت الحاضر، تم استخدام Al2O3 على نطاق واسع كركيزة عازلة للوحة DBC، كما يتم تطوير AIN أيضًا.

في الوقت الحاضر، تم وضع ركائز DBC الأجنبية في الإنتاج الصناعي، وتستخدم على نطاق واسع في وحدات أشباه موصلات الطاقة، ونقل الموجات الدقيقة، والختم وغيرها من المجالات. في نفس أشباه موصلات الطاقة، بالمقارنة مع وحدة اللحام الشائعة، فإن وحدة اللحام للوحة DBC ليست فقط صغيرة الحجم وخفيفة الوزن وتوفر الأجزاء، ولكنها تتمتع أيضًا بثبات أفضل للتعب الحراري وتكامل أعلى. لقد بدأ البحث في هذا المجال في الصين للتو، ولم يشكل إنتاجًا صناعيًا بعد. قام معهد العزل الكهربائي بجامعة Xi'an Jiaotong، جنبًا إلى جنب مع مهمة "الخطة الخمسية الثامنة" لهيكل تعبئة وحدة GTR، بتطوير لوح مركب Al2O3-Cu بواسطة DBC Technology، وقدمه إلى معهد Xi'an لإلكترونيات الطاقة التكنولوجيا، مركز أبحاث وتطوير التكنولوجيا الجديدة في بكين لإلكترونيات الطاقة ووحدات أخرى للاستخدام التجريبي. في الوقت الحاضر، تم تشكيل إنتاج دفعة صغيرة في المختبر. آفاق السوق كبيرة.

??أدوار لوحة DBC في وحدة الطاقة هي كما يلي:

1) باعتبارها حاملة لرقائق السيليكون، لا توجد مواد أخرى أو خطوط ربط بينها. الركيزة، والأسلاك تشبه لوحة الدوائر المطبوعة.

2) أداء عزل جيد، عزل الجزء الموصل عن جزء تبديد الحرارة.

3) أداء تبديد الحرارة جيد، ويتم نقل الحرارة الناتجة عن رقاقة السيليكون إلى جهاز تبديد الحرارة من خلال زيت محرك التوصيل الحراري.

ولذلك، فإن الركيزة DBC هي ركيزة ذات توصيل حراري وعزل ممتازين.تتميز الركيزة Al2O3-Cu بالخصائص الممتازة التالية:

1) مقاومة حرارية منخفضة، نفس معامل التمدد الحراري Al2O3، قريب من السيليكون (7.4-10k-5). عند الاستخدام، ليست هناك حاجة إلى طبقة انتقالية، ويمكن لحام شريحة السيليكون مباشرة على ركيزة DBC.

2) خصائص ميكانيكية جيدة، قوة لصق أكبر من 5,000 نيوتن/سم2 ومقاومة للتقشير أكبر من 90 نيوتن/سم؛3) مقاومة التآكل، لا تشوه، ويمكن استخدامها في نطاق درجة الحرارة من -55 ~ 860؛

4) عزل كهربائي ممتاز، جهد الصمود للوحة الخزف أكثر من 2.5KV.5) الموصلية الحرارية الجيدة مع التوصيل الحراري 24 ~ 28 واط / م ك ；؛6) قابلية اللحام الجيدة، أكثر من 95%.
??
ستكون لوحة DBC هي المادة الأساسية لهيكل الدائرة الإلكترونية وتكنولوجيا الاتصال في المستقبل. عندما لا تتمكن الصفائح المغطاة بالنحاس العضوي التقليدي من تلبية أداء الصدمة الحرارية للمكونات، سيتم استخدام لوحة DBC كمادة أساسية للمكونات الإلكترونية عالية الطاقة. في الاستخدام، نظرًا لأن الطبقة النحاسية السميكة (0.3 مم) يمكن أن تتحمل حمل تيار أعلى، تحت نفس المقطع العرضي، هناك حاجة إلى 12% فقط من عرض الموصل للوحة الدائرة المطبوعة. معدل كهروحراري جيد يجعل من الممكن تركيب شرائح الطاقة بكثافة. يمكنه نقل المزيد من الطاقة لكل وحدة حجم، وتحسين موثوقية النظام والمعدات. يمكن استخدامه على نطاق واسع في المجالات التالية ذات الصلة بإلكترونيات الطاقة:

(1) أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية مثل IGBT وGTR وSIT وما إلى ذلك.

(2) دائرة التحكم في الطاقة؛

(3) خطوط الطاقة الهجينة ووحدات هيكل الطاقة الجديدة؛

(4) مصدر الطاقة لمرحل الحالة الصلبة ووحدة التبديل عالية التردد ؛

(5) وحدة التحكم في درجة الحرارة لجهاز التسخين الإلكتروني؛

(6) العاكس، تنظيم سرعة المحرك، مفتاح التيار المتردد غير التلامسي؛

(7) الأجهزة الخزفية الإلكترونية. وفقًا لأبحاثنا، فإن القطب الكهربائي المحترق بالنحاس تيتانات الباريوم المصنوع بواسطة تقنية DBC يتمتع بمقاومة تلامس أقل وأداء فائق مقارنةً بالقطب الكهربائي العادي المحترق بالفضة والقطب المطلي بالنحاس.

(8) الوحدات الهيكلية مثل الإلكترونيات في السيارات وتكنولوجيا الطيران والفضاء. تعد تقنية DBC أساس تقنية "اللوحة الأساسية" المستقبلية وتمثل اتجاه تطوير تكنولوجيا التغليف المستقبلية. مع تطبيق لوحة DBC، فإنها تتخذ خطوة نحو تقنية "اللوحة الأساسية" المستقبلية، وفي نفس الوقت تشكل الأساس لمفهوم المنتج الإبداعي وتصميم المعدات المتكامل للغاية.

??في الوقت الحاضر، مع تطوير أجهزة جديدة مثل GTR و IGBT و SIT، هناك حاجة إلى لوحات DBC ذات موصلية حرارية أفضل. تم تطوير صفائح النحاس المكسوة بـ AIN في اليابان لتعبئة IGBT.

إجابات المنتج لسلسلة وحدات الأنبوب الكريستالي

خصائص وتطبيق وحدة ضغط الجهد المستمر لبوابات التيار الثابت