Еволюція силової електроніки, що ведеться за допомогою електромобілів (EV) і відновлюваної енергії, вимагає підкладок, здатних витримувати надзвичайну потужність, спеку та стрес. Для менеджерів із закупівель та інженерів-проектувальників вибір між технологіями прямого з’єднання міді (DBC) , міді з прямим покриттям (DPC) і активної пайки металу (AMB) є критичним рішенням, яке впливає на продуктивність, надійність і вартість. Цей повний посібник порівнює ці три ключові технології металізації, щоб допомогти вам вибрати оптимальну основу для вашого модуля живлення.
Технологічні тенденції та перспективи майбутнього
Домінування AMB для автомобільної електрифікації
Перехід до архітектури 800 В EV і використання пристроїв із SiC робить Si₃N₄ AMB де-факто стандартом для основних інверторних силових модулів. Його стійкість до руйнування має вирішальне значення для того, щоб витримати жорстку вібрацію та температурне середовище.
Гібридні та вбудовані конструкції підкладки
Щоб оптимізувати вартість і продуктивність, інженери поєднують технології — використовують DPC для логіки керування з дрібним кроком на тій самій підкладці, де AMB обробляє зони високої потужності, або вбудовують пасивні компоненти в конструкції з металізованої кераміки .
Працювати при вищих температурах
У міру підвищення температури з’єднання з напівпровідниками WBG стабільність зв’язку мідь-кераміка при >200°C знаходиться під пильною увагою. Це є рушійною силою досліджень і розробок матеріалів і процесів, зокрема, у сфері наповнювачів AMB і підготовки керамічної поверхні.
Часті запитання (FAQ)
Питання: чи можна робити DBC на нітриді кремнію (Si₃N₄)?
A: Традиційний DBC дуже складний для Si₃N₄ через його хімічну стабільність. Це головна причина розробки AMB — активний метал у припої (наприклад, титан) може реагувати з Si₃N₄ і з’єднуватися з ним, розкриваючи його чудові механічні властивості для силових модулів.
З: Чи завжди AMB дорожче, ніж DBC?
A: Так, сировина (пайка фольги) і процес (вакуумна піч) є дорожчими. Однак для високонадійних застосувань загальна вартість володіння (TCO) може бути нижчою завдяки значному подовженню терміну служби та зниженому ризику виходу з ладу, що є катастрофічним у автомобільних або промислових умовах.
З: Яка технологія дозволяє максимально налаштувати дизайн?
A: DPC пропонує найбільшу геометричну свободу — він може створювати дуже тонкі лінії, невеликі отвори та складні багатошарові структури на одній керамічній деталі. DBC і AMB більш обмежені процесом травлення товстої мідної фольги, але відрізняються потужністю.
З: Як вибрати між AlN-AMB і Si₃N4-AMB?
A: Виберіть AlN-AMB , якщо вашою основною проблемою є відведення тепла від мікросхеми з дуже високою щільністю потужності (теплопровідність ~180-200 Вт/мК). Виберіть Si₃N₄-AMB , якщо ваш модуль зазнає серйозних механічних навантажень або термічних циклів, оскільки Si₃N₄ має набагато вищу в'язкість до руйнування та міцність на вигин, хоча й із нижчою теплопровідністю (~90 Вт/мК).
