Благодаря быстрому развитию технологий силовой электроники силовые устройства из карбида кремния (SiC) с их превосходной стабильностью при высоких температурах, высокой плотностью энергии и низкими потерями показали большой потенциал применения в новых энергетических транспортных средствах, интеллектуальных сетях и областях эффективного преобразования энергии. Однако, чтобы в полной мере использовать преимущества производительности устройств SiC, крайне важно выбрать правильную подложку для упаковки. Среди множества типов керамических подложек подложка из нитрида кремния (AMB), напаянная активным металлом (AMB) постепенно стала предпочтительным решением для упаковки силовых устройств SiC благодаря своим уникальным преимуществам. Целью данной статьи является изучение того, почему керамические подложки AMB, особенно подложки Si3N4-AMB, выделяются и отвечают потребностям в корпусе силовых устройств SiC в плане высокой температуры, высокой мощности, высокого тепловыделения и высокой надежности.
Производительность керамической подложки, являющейся основным компонентом корпуса силового устройства, напрямую влияет на общую производительность устройства. Традиционно подложки из оксида алюминия (Al2O3) и Подложки из нитрида алюминия (AlN) металлизировались с помощью процесса прямого медного покрытия (DBC), и, хотя он широко используется, присущие процессу DBC дефекты ограничивают его применение в экстремальных условиях. В частности, из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения меди и керамики при высоких температурах медный слой легко отслаивается, что влияет на стабильность и надежность конструкции корпуса.
Напротив, технология пайки активным металлом (AMB) обеспечивает более прочную химическую связь между медью и керамикой за счет введения активного присадочного металла, что значительно увеличивает прочность соединения на границе раздела. Эта технология не только решает проблему отслаивания подложки DBC при высоких температурах, но и позволяет использовать керамические материалы с более высокой теплопроводностью и лучшими механическими свойствами, такие как нитрид кремния (Si3N4). Керамика Si3N4 идеально подходит для процесса AMB благодаря своей высокой твердости, высокой вязкости разрушения, хорошей термической стабильности и превосходной теплопроводности.
Подложка SI3N4-AMB сочетает в себе превосходные свойства керамики Si3N4 с высокой прочностью процесса AMB, демонстрируя превосходную надежность в условиях эксплуатации при высоких температурах. Прежде всего, его высокая теплопроводность обеспечивает эффективный отвод тепла устройства, снижает рабочую температуру и продлевает срок службы устройства. Во-вторых, превосходные механические свойства Si3N4 улучшают прочность на изгиб и ударопрочность подложки, повышая прочность корпуса. Наконец, герметичная сварная конструкция, полученная с помощью процесса AMB, может эффективно противостоять разрушению интерфейса, вызванному термическим напряжением при высокой температуре, и обеспечивать долговременную стабильность конструкции корпуса.
Таким образом, быстрое развитие силовых устройств SiC выдвинуло более высокие требования к подложкам корпусов, а подложки из активного металлического пайки (AMB) из нитрида кремния (Si3N4) идеально подходят для нужд корпусов устройств SiC благодаря их высокой прочности соединения, высокой термической стойкости. проводимость, отличные механические свойства и превосходную надежность при высоких температурах. Подложка Si3N4-AMB не только решает проблему зачистки интерфейса традиционной подложки DBC при высоких температурах, но также обеспечивает более стабильный и эффективный канал рассеивания тепла для устройств SiC, что является ключом к продвижению силовых устройств SiC к более высокой плотности мощности и более высокой производительности. температура и более широкий спектр применения. Таким образом, керамические подложки AMB, особенно подложки Si3N4-AMB, несомненно, стали предпочтительным решением для корпусов силовых устройств SiC, закладывая прочную основу для непрерывного развития технологий силовой электроники.
