Vật liệu cách điện chính của mô-đun nguồn

Trang chủ Tin tức Tin tức Công nghiệp Vật liệu cách điện chính của mô-đun nguồn

2022-03-17 295

Vật liệu cách điện chính của mô-đun nguồn điện

Trong quá trình phát triển các mô-đun bán dẫn điện, với việc cải thiện khả năng tích hợp và giảm thể tích, mức tiêu thụ điện năng trên một đơn vị diện tích tản nhiệt sẽ tăng lên và tản nhiệt trở thành vấn đề chính trong sản xuất mô-đun. Tuy nhiên, cấu trúc mô-đun truyền thống (hàn và uốn) không thể giải quyết thành công vấn đề tản nhiệt. Do đó, các yêu cầu mới được đặt ra đối với vật liệu dẫn nhiệt và cách điện giữa bảng nối đa năng tản nhiệt và chip. Hiện nay, loại vật liệu được sử dụng trong ngành điện tử công suất trong và ngoài nước nói chung là cấu trúc tấm composite kim loại gốm, được gọi là tấm DBC (Đồng liên kết Dircet).

??Cái gọi là công nghệ DBC dùng để chỉ công nghệ liên kết trực tiếp đồng với vật liệu gốm ở nhiệt độ cao. Bảng DBC chủ yếu được làm từ Al2O3, AIN, BeO và các chất nền gốm dẫn nhiệt và cách điện khác. BeO hiếm khi được sử dụng trong công nghiệp vì độc tính của nó. Mặc dù AIN có độ dẫn nhiệt tốt và hệ số giãn nở nhiệt tương tự như silicon nhưng giá của nó quá cao. Do đó, hiện nay Al2O3 đã được sử dụng rộng rãi làm chất nền cách nhiệt của bảng DBC và AIN cũng đang phát triển.

Hiện nay, chất nền DBC nước ngoài đã được đưa vào sản xuất công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong các mô-đun bán dẫn điện, truyền vi sóng, niêm phong và các lĩnh vực khác. Trong cùng một chất bán dẫn công suất, so với mô-đun hàn thông thường, mô-đun hàn của bảng DBC không chỉ có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tiết kiệm chi tiết mà còn có độ ổn định mỏi nhiệt tốt hơn và khả năng tích hợp cao hơn. Việc nghiên cứu lĩnh vực này ở Trung Quốc mới bắt đầu, chưa hình thành nền sản xuất công nghiệp. Viện Cách điện của Đại học Xi 'an Giao thông, kết hợp với nhiệm vụ "Kế hoạch 2 năm lần thứ 3" về cấu trúc bao bì mô-đun GTR, đã phát triển bảng tổng hợp AlXNUMXOXNUMX-Cu của DBC Technology và cung cấp cho Viện Điện tử Công suất Xi 'an Công nghệ, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Mới Điện tử Bắc Kinh và các đơn vị khác để sử dụng thử nghiệm. Hiện nay, việc sản xuất hàng loạt nhỏ trong phòng thí nghiệm đã được hình thành. Triển vọng thị trường là đáng kể.

??Vai trò của bảng DBC trong mô-đun nguồn như sau:

1) Là chất mang các tấm silicon, không có vật liệu hoặc đường kết nối nào khác giữa chúng. Chất nền, hệ thống dây điện tương tự như bảng mạch in.

2) Hiệu suất cách nhiệt tốt, cách ly phần dẫn điện với phần tản nhiệt.

3) Hiệu suất tản nhiệt tốt và nhiệt do tấm silicon tạo ra được truyền đến thiết bị tản nhiệt thông qua dầu động cơ dẫn nhiệt.

Vì vậy, nền DBC là loại nền có khả năng dẫn nhiệt và cách nhiệt rất tốt.Chất nền Al2O3-Cu có những đặc tính ưu việt sau:

1) Độ bền nhiệt thấp, hệ số giãn nở nhiệt tương đương Al2O3, gần bằng silicon (7.4 10-5k-1). Khi sử dụng, không cần lớp chuyển tiếp và chip silicon có thể được hàn trực tiếp trên đế DBC.

2) Cơ tính tốt, lực bám dính lớn hơn 5,000 N/cm2 và khả năng chống bong tróc lớn hơn 90 N/cmXNUMX;3) Chống ăn mòn, không biến dạng và có thể sử dụng ở nhiệt độ -55 ~ 860;

4) Cách điện tuyệt vời, điện áp chịu được của tấm sứ lớn hơn 2.5KV.5) Độ dẫn nhiệt tốt với độ dẫn nhiệt 24 ~ 28w/mk；;6) Khả năng hàn tốt, trên 95%.
??
Bảng mạch DBC sẽ là vật liệu cơ bản của cấu trúc mạch điện tử và công nghệ kết nối trong tương lai. Khi lớp phủ đồng hữu cơ truyền thống không thể đáp ứng hiệu suất sốc nhiệt của các bộ phận, bảng DBC sẽ được sử dụng làm vật liệu cơ bản của các linh kiện điện tử công suất cao. Trong sử dụng, do lớp đồng dày hơn (0.3mm) có thể chịu tải dòng điện cao hơn nên trong cùng một tiết diện, chỉ cần 12% chiều rộng dây dẫn của bảng mạch in. Tốc độ nhiệt điện tốt giúp có thể lắp đặt các chip điện với mật độ dày đặc. Nó có thể truyền tải nhiều năng lượng hơn trên một đơn vị khối lượng và cải thiện độ tin cậy của hệ thống và thiết bị. Nó có thể được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan đến điện tử công suất sau:

(1) Các thiết bị bán dẫn công suất như IGBT, GTR, SIT, v.v.

(2) Mạch điều khiển công suất;

(3) Đường dây hybrid và các tổ máy cơ cấu nguồn điện mới;

(4) Nguồn điện của rơle trạng thái rắn và mô-đun chuyển mạch tần số cao;

(5) bộ điều khiển nhiệt độ của thiết bị sưởi điện tử;

(6) Biến tần, điều chỉnh tốc độ động cơ, công tắc AC không tiếp điểm;

(7) Thiết bị gốm điện tử. Theo nghiên cứu của chúng tôi, điện cực nung đồng bari titanat được chế tạo theo công nghệ DBC có điện trở tiếp xúc thấp hơn và hiệu suất vượt trội so với điện cực nung bạc và điện cực mạ đồng thông thường.

(8) Các đơn vị cấu trúc như điện tử ô tô và công nghệ hàng không vũ trụ. Công nghệ DBC là nền tảng của công nghệ "core board" trong tương lai và thể hiện xu hướng phát triển của công nghệ đóng gói trong tương lai. Với việc ứng dụng bo mạch DBC, nó sẽ tiến một bước tới công nghệ "board lõi" trong tương lai, đồng thời hình thành nền tảng cho ý tưởng sản phẩm sáng tạo và thiết kế thiết bị tích hợp cao.

??Hiện nay, với sự phát triển của các thiết bị mới như GTR, IGBT và SIT, cần có các bo mạch DBC có độ dẫn nhiệt tốt hơn. Tấm phủ đồng AIN được phát triển tại Nhật Bản để đóng gói IGBT.

Câu trả lời về dòng sản phẩm mô-đun ống pha lê

Tiếp

Đặc điểm và ứng dụng của mô-đun áp suất không đổi của cổng dòng không đổi