Термічні характеристики керамічних підкладок AlN
Для виробників силових напівпровідників, автомобільної електроніки та радіочастот надійність компонентів під час повторюваних коливань температури, відома як термоциклування, є критичною перешкодою при проектуванні. Керамічні підкладки з нітриду алюмінію (AlN) чудово працюють у цьому складному середовищі. У цій статті досліджується, чому термоциклічні характеристики керамічних підкладок AlN роблять їх чудовим вибором для високонадійних застосувань.
Чому продуктивність термічного циклу не підлягає обговоренню
Термічний цикл означає повторне нагрівання та охолодження компонента під час роботи. Низька продуктивність тут призводить до:
- Відшарування: шари всередині підкладки розділені.
- Втома паяного з’єднання: з’єднання тріскаються, що спричиняє електричний збій.
- Розтріскування: сама основа ламається під напругою.
Це особливо важливо для керамічних підкладок силових напівпровідників і автомобільних електронних керамічних підкладок , де пристрої повинні витримувати тисячі циклів протягом усього терміну служби.
Ключові фактори, що обумовлюють чудову термостійкість AlN
Виняткова ефективність кераміки з нітриду алюмінію обумовлена поєднанням властивостей матеріалу:
- Узгоджений коефіцієнт теплового розширення (КТР): КТР AlN дуже близький до коефіцієнта теплового розширення кремнію та інших ключових напівпровідникових матеріалів. Це мінімізує напругу зсуву на критичних поверхнях під час змін температури, що є основною причиною несправності керамічних підкладок IGBT .
- Висока власна теплопровідність: зі значеннями до 220 Вт/мК підкладки AlN з високою теплопровідністю швидко розсіюють тепло. Це запобігає локалізованим гарячим точкам і зменшує загальний градієнт температури на компоненті, знижуючи напругу.
- Надійна механічна міцність: AlN зберігає високу міцність на вигин при підвищених температурах, протистоячи механічній деформації, яка може спричинити тріщини.
Продуктивність у вимогливих додатках: тематичні дослідження
Ось як ці властивості перетворюються на реальну надійність для світових виробників:
- Силові модулі електромобілів: інвертори та бортові зарядні пристрої піддаються агресивним термічним циклам. Керамічні плати AlN і плати з нітридом алюмінію, покриті міддю (наприклад, DBC/AMB), забезпечують довгострокову надійність цих потужних керамічних підкладок пристроїв .
- Високопотужні радіочастотні та лазерні системи: імпульсна робота створює швидкі стрибки температури. Стабільність AlN робить його ідеальним для лазерних діодних керамічних радіаторів і мікрохвильових радіочастотних керамічних підкладок , де цілісність сигналу залежить від стабільності розмірів.
- Промислові моторні приводи: часті цикли пуск-зупинка та зміни навантаження перевіряють довговічність основи. Продуктивність AlN підтримує перехід до більш компактних, надійних модулів живлення.
Поширені запитання: Термічний цикл і підкладки AlN
З: Як зазвичай перевіряється термоциклічна продуктивність?
Відповідь: Субстрати або зібрані модулі проходять стандартизовані випробування (наприклад, JEDEC, AEC-Q101 для автомобілів), де вони циклічно змінюються при екстремальних температурах (наприклад, від -40°C до +150°C) протягом сотень або тисяч циклів, після чого проводяться електричні та механічні перевірки.
Q: Чи впливає металізація (наприклад, DBC) на циклічну продуктивність AlN?
A> Якість склеювання має першочергове значення. Удосконалені процеси, як-от активна пайка металу (AMB), створюють міцний і довговічний зв’язок між міддю та AlN, завдяки чому керамічні компоненти AlN мають високу стійкість до розшарування під час циклювання.
З: Для нового дизайну, коли я повинен надати пріоритет специфікаціям термоциклування?
A: Завжди надавайте йому пріоритет для додатків зі змінним навантаженням, частими перемиканнями або впливом суворих умов, що є поширеним у автомобільній, аерокосмічній промисловості та високопродуктивних обчисленнях.
Партнерство для забезпечення надійності з Shaanxi Puwei
Вибір підкладки – це не тільки властивості матеріалу; це про надійність ланцюга поставок і технічну експертизу. У Shaanxi Puwei ми розробляємо наші керамічні підкладки з високою теплопровідністю із суворим контролем процесу, щоб забезпечити послідовні, надійні керамічні структурні деталі AlN , які відповідають суворим вимогам глобальних клієнтів B2B до термоциклізму. Вибираючи перевіреного виробника керамічної підкладки з AlN , ви інвестуєте в довгострокову довговічність і ефективність своїх найважливіших електронних систем.
