Perbandingan Proses Pemetaan Substrat Salut Kuprum Aluminium Nitrida Untuk Modul IGBT
Apr 07, 2026
Tinggalkan pesanan
Dalam teknologi elektronik kuasa moden, modul IGBT, sebagai peranti kuasa teras, sangat bergantung pada bahan pembungkusan dan reka bentuk struktur untuk prestasi dan kebolehpercayaan. Antaranya, substrat seramik bersalut kuprum, berfungsi sebagai pelesapan haba yang penting dan pembawa sambungan elektrik, secara langsung memberi kesan kepada kestabilan modul di bawah persekitaran berbasikal terma voltan tinggi, arus tinggi dan kompleks melalui proses metalisasinya. Oleh itu, analisis sistematik teknologi pemetalan dan kebolehpercayaan substrat seramik aluminium nitrida (AlN) adalah penting kejuruteraan untuk meningkatkan prestasi keseluruhan peranti kuasa.
Daripada perspektif pemilihan bahan, jenis substrat seramik biasa termasuk Al₂O₃, AlN, Si₃N₄ dan SiC. Walaupun Al₂O₃ kos-rendah dan mempunyai teknologi pemprosesan matang, kekonduksian terma yang terhad menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan ketumpatan kuasa tinggi. Si₃N₄ mempamerkan sifat mekanikal yang sangat baik, tetapi penggunaannya dihadkan oleh teknologi pembuatan dan kos. Walaupun SiC mempunyai kekonduksian terma yang tinggi, sifat dielektrik dan kesukaran pemprosesannya mengehadkan aplikasi-besarnya. Sebaliknya, seramik AlN secara beransur-ansur menjadi pilihan arus perdana kerana kekonduksian haba yang tinggi, sifat penebat yang sangat baik, dan padanan pengembangan haba yang baik dengan bahan semikonduktor, dan nilai aplikasinya dalam sistem seramik berlogam terus meningkat.
Pertama, menganalisis mekanisme ikatan antara muka, proses TFC bergantung pada pelembutan fasa kaca untuk mencapai saling mengunci mekanikal dan ikatan pembasahan melalui-pes kuprum bercetak dan pensinteran-suhu tinggi; proses DPC bergantung terutamanya pada lekatan fizikal melalui sputtering lapisan nipis Ti/Cu dan penyaduran elektrik untuk penebalan; proses DBC mencapai ikatan metalurgi dengan bertindak balas Cu₂O dan Al₂O₃ pada suhu tinggi untuk membentuk struktur eutektik; manakala proses AMB meningkatkan kekuatan ikatan dengan ketara dengan membentuk TiN dan lapisan reaktif lain pada antara muka menggunakan Ti-yang mengandungi pateri aktif. Perbezaan dalam mekanisme seramik metalisasi ini adalah sebab asas bagi pembezaan prestasi proses yang berbeza.
Dari segi kekuatan pengelupasan, proses AMB menunjukkan prestasi terbaik, dengan kekuatan ikatan antara muka mencapai 25 MPa, jauh lebih tinggi daripada proses DBC, TFC dan DPC. Ini menunjukkan bahawa dalam sistem ikatan seramik-ke-logam, memperkenalkan unsur aktif untuk menggalakkan tindak balas antara muka ialah laluan penting untuk meningkatkan prestasi ikatan. Sebaliknya, proses DPC, yang tidak mempunyai lapisan ikatan metalurgi yang berkesan, mempunyai lekatan yang agak rendah, mengehadkan penggunaannya dalam-persekitaran tekanan tinggi.
Analisis lanjut dari perspektif kebolehpercayaan berbasikal haba mendedahkan perbezaan ketara antara pelbagai substrat dalam keadaan kejutan haba antara -55 darjah hingga 150 darjah . Substrat DPC mengalami delaminasi antara muka pada kiraan kitaran yang agak rendah, manakala substrat TFC dan DBC menunjukkan pelbagai darjah kemerosotan kekuatan dan retakan mikro selepas kiraan kitaran sederhana. Sebaliknya, substrat AMB mengekalkan prestasi yang stabil selepas 1500 kitaran, terutamanya disebabkan oleh lapisan peralihan fleksibelnya pada antara muka, mengurangkan kepekatan tegasan yang disebabkan oleh ketidakpadanan pengembangan haba. Ciri ini mempunyai nilai rujukan yang ketara untuk reka bentuk komponen seramik metall berkekuatan tinggi.
Ujian kitaran kuasa menguatkan lagi perbezaan prestasi antara proses yang berbeza. Di bawah keadaan berbasikal sehingga 1200A/3.3kV, substrat AMB boleh beroperasi secara stabil untuk lebih 70,000 kitaran, mengekalkan rintangan haba relatif yang boleh dipercayai. Substrat DBC mula merosot selepas kira-kira 40,000 kitaran, manakala substrat TFC dan DPC gagal pada peringkat yang lebih awal. Ini menunjukkan bahawa dalam aplikasi Perumahan Seramik Berlogam untuk Semikonduktor Kuasa, kestabilan struktur antara muka dan keupayaan penimbalan tegasan haba adalah faktor utama yang menentukan jangka hayat.
Dari perspektif aplikasi kejuruteraan, pengetatan substrat AlN bukan sahaja menjejaskan prestasi elektrik tetapi juga berkaitan secara langsung dengan-kebolehpercayaan jangka panjang struktur pembungkusan. Terutamanya dalam bidang seperti kenderaan tenaga baharu, pengangkutan rel dan grid pintar, permintaan untuk Seramik Berlogam Ketepatan dan Seramik Berlogam untuk Komponen Elektrik terus berkembang, meletakkan permintaan yang lebih tinggi pada ketekalan dan kebolehpercayaan proses.
Tambahan pula, walaupun Komponen Seramik Alumina Berlogam Precision dan Seramik Berlogam Alumina masih memegang bahagian pasaran tertentu dalam-aplikasi ketepatan tinggi, kelebihan prestasi keseluruhan substrat AlN lebih ketara dalam senario kuasa-tinggi. Digabungkan dengan teknologi pemesinan ketepatan untuk bahagian seramik Alumina, reka bentuk struktur yang kompleks dan -keperluan pembungkusan berketepatan tinggi boleh dipenuhi, seterusnya memperluaskan sempadan aplikasi bahan pemetalan seramik.
Secara keseluruhannya, proses pemetaan yang berbeza untuk seramik alumina atau aluminium nitrida mempamerkan perbezaan ketara dalam struktur antara muka, kekuatan ikatan dan prestasi kitaran haba. Antaranya, proses AMB, dengan mekanisme ikatan metalurgi yang sangat baik dan keupayaan penimbal tegasan, menunjukkan kelebihan yang jelas dalam-aplikasi kebolehpercayaan yang tinggi. Pada masa hadapan, apabila peranti kuasa berkembang ke arah ketumpatan arus yang lebih tinggi dan keadaan operasi yang lebih mencabar, pengoptimuman seramik berlogam dan proses berkaitan akan kekal sebagai hala tuju penyelidikan yang penting
hubungi kami
Jika anda sedang menilaiSeramik Berlogam Aluminauntuk penyelesaian Ikatan atau mendapatkan sokongan untuk-bahan pembungkusan yang boleh dipercayai tinggi, sila hubungi kami. Kami akan memberikan anda nasihat teknikal profesional dan penyelesaian aplikasi.
Hantar pertanyaan