Серия керамических подложек - производительность и применение АМБ Активный Металл
Появление и развитие полупроводников третьего поколения, таких как нитрид галлия (GaN) иКарбид кремния (карбид кремния), привели силовые устройства, особенно полупроводниковые устройства, к более высокой мощности, миниатюризации, интеграции и многофункциональности. Этот прогресс в значительной степени способствовал улучшению характеристик упаковочного субстрата. Керамические подложки, широко используемые в корпусах электронных устройств, завоевали популярность благодаря своей высокой теплопроводности, стойкости к высоким температурам, низкому коэффициенту теплового расширения, высокой механической прочности, коррозионной стойкости, хорошей изоляции и радиационной стойкости.
Существуют различные процессы производства керамических подложек, в том числе метод прямого соединения меди (ДБК), метод прямого медного покрытия (ЦОД), метод лазерной активируемой металлизации (ЛАМ), низкотемпературная керамика с совместным обжигом (LTCC), высокотемпературная совместная обжиговая керамика (HTCC) и развивающийся в настоящее время метод АМБ, который представляет собой технологию активной пайки металлов (АМБ).
Я.Что такое технология активной пайки металлов (АМБ)?
С технологическим потоком
Активный Металл Пайка (АМБ) представляет собой усовершенствование процесса ДБК. Он включает в себя добавление небольшого количества активных элементов (например, Ти, Zr, V, Кр) в твердую электронную пасту, которая затем печатается на керамической подложке с использованием технологии трафаретной печати. Паста покрывается бескислородной медью и спекается в вакуумной печи для пайки. После этого путем травления создается контур, а рисунок поверхности химически наносится. Структура керамической медно-плакированной пластины, изготовленной по технологии АМБ, представлена на схеме ниже.
Структурная схема медной платы с керамическим покрытием по технологии АМБ
II.Сравнение между АМБ и ДБК
1. Технология ДБК соединяет медь и керамику без необходимости использования дополнительных материалов, тогда как АМБ использует активные металлы для пайки меди на керамику.
2. По сравнению с ДБК, АМБ предлагает лучшую теплопроводность, термостойкость, более высокую прочность и большую надежность.
3. ДБК нельзя использовать для соединения меди с нитридом кремния (Si3N4), так как не образуются соединения Cu-Си-O. Следовательно, процесс АМБ необходим для связывания нитрида кремния с медью.
III.Классификация керамических подложек АМБ по материалу
Согласно различным керамическим материалам, в настоящее время зрелые керамические подложки АМБ можно разделить на три типа: оксид алюминия (Al2O3), нитрид алюминия (АлN) и нитрид кремния (Si3N4).
3.1 С подложками из оксида алюминия
Подложки АМБ Глинозем имеют широкий спектр источников и самую низкую стоимость, что делает их наиболее рентабельными керамическими подложками АМБ. Однако из-за их низкой теплопроводности и ограниченной способности рассеивания тепла подложки АМБ Глинозем в основном используются в приложениях с низкой удельной мощностью, которые не требуют строгой надежности.
3.2 С подложками из нитрида алюминия
Подложки из нитрида алюминия АМБ обладают более высокой способностью рассеивания тепла, что делает их более подходящими для мощных и сильноточных рабочих сред. Однако их механическая прочность относительно низка, что ограничивает диапазон их применения, поскольку срок службы подложек из нитрида алюминия с медным покрытием из нитрида алюминия АМБ ограничен.
3.3 С подложками из нитрида кремния
Керамика из нитрида кремния имеет небольшой коэффициент теплового расширения (2,4 частей на миллион/K), аналогичный материалам полупроводниковых микросхем (Си/карбид кремния). Подложки из нитрида кремния АМБ обладают высокой теплопроводностью (>90 Вт/мК) и превосходные механические свойства, обеспечивающие выдающуюся устойчивость к высоким температурам, рассеивание тепла и сверхвысокую удельную мощность.
Подложки из нитрида кремния АМБ являются предпочтительным выбором для приложений, требующих высокой надежности, рассеивания тепла и устойчивости к частичным разрядам, таких как автомобильные системы, системы ветряных турбин, тяговые системы и устройства передачи постоянного тока высокого напряжения. Кроме того, они обладают высокой пропускной способностью по току и отличными свойствами теплопередачи.
IV. Применение керамических подложек АМБ
По сравнению с керамическими подложками ДБК, керамические подложки АМБ обеспечивают более высокую прочность сцепления и лучшие характеристики термоциклирования. Согласно испытаниям на надежность, испытание на термоциклирование (диапазон температур: от -65°C до 150°C, время выдержки при высокой и низкой температуре: по 15 минут каждая, не более 2 минут для промежуточного холодного и горячего переключения) показывает, что время термоциклирования составляет: Si3N4 ≥ 5000 раз; АлN ≥ 1500 раз; Al2O3 ≥ 500 раз; ЗТА (закаленный оксид циркония) ≥ 1000 раз.
С подложкамидобиться склеивания за счет химической реакции между керамикой и пастой для пайки активного металла при высоких температурах. В результате их прочность соединения и надежность превосходны, что делает их подходящими для упаковки мощных полупроводниковых модулей, используемых в таких областях, как железнодорожный транспорт, новые энергетические автомобили и интеллектуальные сети.
СЯМЫНЬ МАСКА ТЕХНОЛОГИИ СО., ООО. является авторитетным и надежным поставщиком, специализирующимся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную механическую обработку для широкого ряда высококачественных керамических материалов, включая глиноземная керамика, циркониевая керамика, нитрид кремния, Карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как механическая, химическая, медицинская, полупроводниковая, автомобильная, электронная, металлургия и т. д. Наша миссия состоит в том, чтобы предоставлять керамические детали самого высокого качества для пользователей по всему миру, и нам очень приятно видеть, что наши керамические детали эффективно работают в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как с прототипом, так и с серийным производством, обращайтесь к нам, если у вас есть требования.
