Güç modülünün temel yalıtım malzemesi

Ana Sayfa Haberler Haberler Güç modülünün temel yalıtım malzemesi

2022-03-17 295

Güç kaynağı modülünün temel yalıtım malzemeleri

Güç yarı iletken modüllerinin geliştirilmesinde, entegrasyonun iyileştirilmesi ve hacmin azaltılmasıyla birlikte, birim ısı dağıtım alanı başına güç tüketimi artar ve ısı dağıtımı, modül imalatında temel sorun haline gelir. Ancak geleneksel modül yapısı (kaynak ve kıvırma) ısı dağılımı problemini başarılı bir şekilde çözememiştir. Bu nedenle, ısı yayan arka panel ile çip arasında ısı ileten ve yalıtkan malzemeler için yeni gereksinimler ortaya atılmaktadır. Günümüzde yurt içi ve yurt dışında güç elektroniği sektöründe kullanılan bu tür malzeme genel olarak DBC plaka (Dircet Bonding Copper) olarak adlandırılan seramik-metal kompozit plaka yapısıdır.

??DBC teknolojisi olarak adlandırılan teknoloji, bakırın seramik malzemelere yüksek sıcaklıkta doğrudan bağlanması teknolojisini ifade eder. DBC kartı esas olarak Al2O3, AIN, BeO ve diğer termal iletken ve yalıtkan seramik yüzeylerden yapılmıştır. BeO, toksisitesi nedeniyle endüstride nadiren kullanılır. AIN, silikonunkine benzer iyi ısı iletkenliğine ve ısıl genleşme katsayısına sahip olmasına rağmen fiyatı çok yüksektir. Bu nedenle, şu anda Al2O3, DBC levhasının yalıtım substratı olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır ve AIN de gelişmektedir.

Şu anda, yabancı DBC substratları endüstriyel üretime sokulmuş ve güç yarı iletken modüllerinde, mikrodalga iletiminde, sızdırmazlıkta ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı güç yarı iletkeninde, ortak kaynak modülüyle karşılaştırıldığında, DBC kartının kaynak modülü yalnızca küçük boyutlu, hafif ve parça tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda daha iyi termal yorulma stabilitesine ve daha yüksek entegrasyona sahiptir. Çin'de bu alandaki araştırmalar yeni başlamış olup, henüz endüstriyel üretim oluşmamıştır. Xi 'an Jiaotong Üniversitesi Elektrik Yalıtım Enstitüsü, GTR modül paketleme yapısının "Sekizinci Beş Yıllık Plan" göreviyle birleşerek DBC Technology tarafından Al2O3-Cu kompozit panel geliştirdi ve bunu Xi'an Güç Elektroniği Enstitüsü'ne sağladı Teknoloji, Pekin Güç Elektroniği Yeni Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Merkezi ve diğer birimler deneme amaçlıdır. Şu anda laboratuvarda küçük seri üretim oluşturulmuştur. Piyasa beklentisi önemli.

??DBC kartının güç modülündeki rolleri aşağıdaki gibidir:

1) Silikon levhaların taşıyıcısı olarak aralarında başka hiçbir malzeme veya bağlantı hattı bulunmamaktadır. Substrat, kablolama baskılı devre kartına benzer.

2) İletken kısmı ısı dağıtım kısmından izole ederek iyi yalıtım performansı.

3) Isı dağıtma performansı iyidir ve silikon levha tarafından üretilen ısı, ısı iletimli motor yağı aracılığıyla ısı dağıtma cihazına aktarılır.

Bu nedenle DBC substratı mükemmel termal iletkenliğe ve yalıtıma sahip bir substrattır.Al2O3-Cu substratı aşağıdaki mükemmel özelliklere sahiptir:

1) Düşük ısıl direnç, Al2O3 ile aynı ısıl genleşme katsayısı, silikona yakın (7.4 10-5k-1). Kullanım sırasında geçiş katmanına ihtiyaç duyulmaz ve silikon çip doğrudan DBC alt katmanına kaynaklanabilir.

2) İyi mekanik özellikler, 5,000 N/cm2'nin üzerinde yapışma kuvveti ve 90 N/cm'nin üzerinde soyulma direnci;3) Korozyon direnci, deformasyon yok ve -55 ~ 860 sıcaklık aralığında kullanılabilir;

4) Mükemmel elektrik yalıtımı, porselen plakanın dayanma gerilimi 2.5KV'den fazladır.5) 24 ~ 28w/mk termal iletkenliğe sahip iyi termal iletkenlik;6) İyi kaynaklanabilirlik, %95'in üzerinde.
??
DBC kartı gelecekte elektronik devre yapısının ve bağlantı teknolojisinin temel malzemesi olacaktır. Geleneksel organik bakır kaplı laminat, bileşenlerin termal şok performansını karşılayamadığında, yüksek güçlü elektronik bileşenlerin temel malzemesi olarak DBC kartı kullanılacaktır. Kullanımda, daha kalın bakır katman (0.3 mm) daha yüksek akım yükünü taşıyabildiğinden, aynı kesit altında, baskılı devre kartının iletken genişliğinin yalnızca %12'sine ihtiyaç duyulur. İyi termoelektrik oranı, güç yongalarının yoğun şekilde kurulmasını mümkün kılar. Birim hacim başına daha fazla güç iletebilir ve sistem ile ekipmanın güvenilirliğini artırabilir. Güç elektroniğinin aşağıdaki ilgili alanlarında yaygın olarak kullanılabilir:

(1) IGBT, GTR, SIT vb. gibi güç yarı iletken cihazları.

(2) Güç kontrol devresi;

(3) Hibrit enerji hatları ve yeni güç yapısı birimleri;

(4) Katı hal rölesinin ve yüksek frekanslı anahtar modülünün güç kaynağı;

(5) elektronik ısıtma cihazının sıcaklık kontrol ünitesi;

(6) İnvertör, motor hız ayarı, AC temassız anahtar;

(7) Elektronik seramik cihazlar. Araştırmamıza göre, DBC teknolojisiyle üretilen baryum titanat bakır ateşlemeli elektrot, sıradan gümüş ateşlemeli elektrot ve bakır kaplama elektrotla karşılaştırıldığında daha düşük temas direncine ve üstün performansa sahiptir.

(8) Otomotiv elektroniği ve havacılık teknolojisi gibi yapısal birimler. DBC teknolojisi, geleceğin "çekirdek kartı" teknolojisinin temelidir ve gelecekteki paketleme teknolojisinin gelişim eğilimini temsil eder. DBC kartının uygulanmasıyla geleceğin "çekirdek kartı" teknolojisine doğru bir adım atılır ve aynı zamanda yaratıcı ürün konseptinin ve son derece entegre ekipman tasarımının temeli oluşturulur.

??Günümüzde GTR, IGBT ve SIT gibi yeni cihazların geliştirilmesiyle birlikte daha iyi ısı iletkenliğine sahip DBC kartlarına ihtiyaç duyulmaktadır. AIN bakır kaplı laminat, IGBT paketleme için Japonya'da geliştirilmiştir.

Kristal tüp modül serisi ürün cevapları

Sabit akım kapılarının sabit voltaj basınç modülünün özellikleri ve uygulaması