Bahan penebat utama modul kuasa

Laman Utama Berita industri Berita Bahan penebat utama modul kuasa

2022-03-17 295

Bahan penebat utama modul bekalan kuasa

Dalam pembangunan modul semikonduktor kuasa, dengan peningkatan integrasi dan pengurangan volum, penggunaan kuasa per unit kawasan pelesapan haba meningkat, dan pelesapan haba menjadi masalah utama dalam pembuatan modul. Walau bagaimanapun, struktur modul tradisional (kimpalan dan pengeliman) tidak berjaya menyelesaikan masalah pelesapan haba. Oleh itu, keperluan baru dikemukakan untuk bahan pengalir haba dan penebat antara satah belakang pelesapan haba dan cip. Pada masa ini, jenis bahan yang digunakan dalam industri elektronik kuasa di dalam dan luar negara secara amnya adalah struktur plat komposit seramik-logam, yang dirujuk sebagai plat DBC (Dircet Bonding Copper).

??Teknologi yang dipanggil DBC merujuk kepada teknologi mengikat tembaga secara langsung kepada bahan seramik pada suhu tinggi. Papan DBC terutamanya diperbuat daripada Al2O3, AIN, BeO dan substrat seramik konduktif terma dan penebat lain. BeO jarang digunakan dalam industri kerana ketoksikannya. Walaupun AIN mempunyai kekonduksian terma yang baik dan pekali pengembangan terma serupa dengan silikon, harganya terlalu tinggi. Oleh itu, pada masa ini, Al2O3 telah digunakan secara meluas sebagai substrat penebat papan DBC, dan AIN juga sedang berkembang.

Pada masa ini, substrat DBC asing telah dimasukkan ke dalam pengeluaran perindustrian, dan digunakan secara meluas dalam modul semikonduktor kuasa, penghantaran gelombang mikro, pengedap dan bidang lain. Dalam semikonduktor kuasa yang sama, berbanding dengan modul kimpalan biasa, modul kimpalan papan DBC bukan sahaja bersaiz kecil, ringan dan menjimatkan bahagian, tetapi juga mempunyai kestabilan keletihan haba yang lebih baik dan integrasi yang lebih tinggi. Penyelidikan dalam bidang ini di China baru sahaja bermula, dan belum lagi membentuk pengeluaran perindustrian. Institut Penebat Elektrik Universiti Xi 'an Jiaotong, digabungkan dengan tugas "Rancangan Lima Tahun Kelapan" struktur pembungkusan modul GTR, membangunkan papan komposit Al2O3-Cu oleh DBC Technology, dan memberikannya kepada Xi 'an Institute of Power Electronics Teknologi, Pusat Penyelidikan dan Pembangunan Teknologi Baharu Beijing Power Electronics dan unit lain untuk kegunaan percubaan. Pada masa ini, pengeluaran kumpulan kecil di makmal telah dibentuk. Prospek pasaran agak besar.

??Peranan papan DBC dalam modul kuasa adalah seperti berikut:

1) Sebagai pembawa wafer silikon, tiada bahan lain atau talian penghubung di antara mereka. Substrat, pendawaian adalah serupa dengan papan litar bercetak.

2) Prestasi penebat yang baik, mengasingkan bahagian konduktif dari bahagian pelesapan haba.

3) Prestasi pelesapan haba adalah baik, dan haba yang dihasilkan oleh wafer silikon dipindahkan ke peranti pelesapan haba melalui minyak enjin pengaliran haba.

Oleh itu, substrat DBC adalah substrat dengan kekonduksian haba dan penebat yang sangat baik.Substrat Al2O3-Cu mempunyai ciri-ciri cemerlang berikut:

1) Rintangan haba yang rendah, pekali pengembangan haba yang sama seperti Al2O3, hampir dengan silikon (7.4 10-5k-1). Apabila digunakan, lapisan peralihan tidak diperlukan, dan cip silikon boleh terus dikimpal pada substrat DBC.

2) Sifat mekanikal yang baik, daya pelekat lebih besar daripada 5,000 N/cm2 dan rintangan mengelupas lebih daripada 90 N/cm;3) Rintangan kakisan, tiada ubah bentuk, dan boleh digunakan dalam julat suhu -55 ~ 860;

4) Penebat elektrik yang sangat baik, voltan tahan plat porselin adalah lebih daripada 2.5KV.5) Kekonduksian terma yang baik dengan kekonduksian terma 24 ~ 28w/mk；;6) Kebolehkimpalan yang baik, melebihi 95%.
??
Papan DBC akan menjadi bahan asas struktur litar elektronik dan teknologi sambungan pada masa hadapan. Apabila laminat berpakaian tembaga organik tradisional tidak dapat memenuhi prestasi kejutan haba komponen, papan DBC akan digunakan sebagai bahan asas komponen elektronik berkuasa tinggi. Digunakan, kerana lapisan tembaga yang lebih tebal (0.3mm) boleh menanggung beban arus yang lebih tinggi, di bawah keratan rentas yang sama, hanya 12% daripada lebar konduktor papan litar bercetak diperlukan. Kadar termoelektrik yang baik memungkinkan untuk memasang cip kuasa padat. Ia boleh menghantar lebih banyak kuasa per unit volum, dan meningkatkan kebolehpercayaan sistem dan peralatan. Ia boleh digunakan secara meluas dalam bidang berkaitan elektronik kuasa berikut:

(1) Peranti semikonduktor kuasa seperti IGBT, GTR, SIT, dll.

(2) Litar kawalan kuasa;

(3) Talian kuasa hibrid dan unit struktur kuasa baharu;

(4) Bekalan kuasa geganti keadaan pepejal dan modul suis frekuensi tinggi;

(5) unit kawalan suhu peranti pemanasan elektronik;

(6) Penyongsang, peraturan kelajuan motor, suis tanpa sentuh AC;

(7) Peranti seramik elektronik. Menurut penyelidikan kami, elektrod berapi tembaga barium titanat yang dibuat oleh teknologi DBC mempunyai rintangan sentuhan yang lebih rendah dan prestasi unggul berbanding elektrod berapi perak biasa dan elektrod bersalut kuprum.

(8) Unit struktur seperti elektronik automotif dan teknologi aeroangkasa. Teknologi DBC ialah asas teknologi "papan teras" masa hadapan dan mewakili trend pembangunan teknologi pembungkusan masa hadapan. Dengan aplikasi papan DBC, ia mengambil langkah ke arah teknologi "papan teras" masa depan, dan pada masa yang sama membentuk asas konsep produk kreatif dan reka bentuk peralatan yang sangat bersepadu.

??Pada masa ini, dengan pembangunan peranti baharu seperti GTR, IGBT dan SIT, papan DBC dengan kekonduksian terma yang lebih baik diperlukan. Laminat bersalut tembaga AIN telah dibangunkan di Jepun untuk pembungkusan IGBT.

Sebelumnya

Jawapan produk siri modul tiub kristal

Seterusnya

Ciri-ciri dan aplikasi modul tekanan voltan malar bagi pintu arus malar