1. Nieuwe keramische materialen
Bij de productie van geavanceerde keramische materialen voor DBC- en Amb -substraten zijn aluminiumoxide (Al₂o₃), aluminiumnitride (ALN) en siliciumnitride (SI₃N₄) de meest populaire keuzes. Deze geavanceerde keramische materialen hebben voordelen zoals goede diëlektrische sterkte, hoog smeltpunt en sterke chemische corrosieweerstand. Dus, zelfs onder barre omstandigheden, kunnen ze veel worden gebruikt als isolatoren in het veld Power Electronics.
Hoewel deze materialen momenteel kunnen worden gebruikt in de meest geavanceerde stroommodules, beperken hun eigen beperkingen in thermische en mechanische eigenschappen het onderhoud of de verlenging van de levensduur van de module door de energiedichtheid te vergroten. Het keramische materiaalveld moet doorbraken maken in thermische en mechanische eigenschappen door nieuw onderzoek en ontwikkeling, wat het industriepatroon kan veranderen.
2. Afschiking van koperen lagen
Koper wordt herkend als een ideaal materiaal voor keramische substraatmetallisatie vanwege de uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid. Vereisten zoals continu verbeterde energiedichtheid, huidige - draagvermogen en betrouwbaarheid hebben geleid tot de wijdverbreide toepassing van koperen materialen op de markt. Bovendien heeft koper voordelen zoals een gemakkelijke beschikbaarheid van grondstoffen, relatief lage prijs en duurzaamheid.
Gewoonlijk varieert de dikte van koper van 127 micron tot 800 micron. Fabrikanten van modules proberen echter de limieten van halfgeleider- en verpakkingstechnologieën te verleggen, waardoor ze het uitgangsvermogen op het bestaande of een kleinere gebied verder verhogen. Het eindresultaat zal de ontwikkeling zijn van substraten met een dikte van koperen laag groter dan 1 millimeter.
Gezien de isotrope kenmerken van dergelijke materialen, is natte chemische etsen niet langer geschikt voor het patroon van dikke koperen lagen. Dit komt omdat deze methode de groeven tussen koperen geleiders zal vergroten, terwijl klanten de groeven moeten beperken om het bezette gebied van de module te verminderen. Daarom moeten technologieën voor het verwerking van speciale structuur worden ontwikkeld om de gaten te beperken, verticale zijranden te creëren en de kleinst mogelijke groefbreedte te bereiken.
3. Integratie
In grote lijnen biedt integratie een mogelijkheid voor het maximaliseren van de voordelen van de waardeketen van de stroomelektronica. Zolang het substraat, de basisplaat en de warmte -dissipatie -basisplaat intelligent kunnen worden gecombineerd in één component, kan warmtedissipatie, betrouwbaarheid en kosten - effectiviteit worden verbeterd. Dit komt omdat zowel modulefabrikanten als eindgebruikers het aantal montagestappen en verbindingslagen willen verminderen. Wanneer het substraat is geïntegreerd en verbonden is met een stijve busbar (of flexibele printplaat), kan de parasitaire inductie in de poort en commutatie -lussen sterk worden verminderd. Zelfs passieve componenten zoals condensatoren of het hele koelsysteem kunnen worden geïntegreerd in het substraat.
Integratie omvat echter meestal een verschuiving in de manier van denken. Hoe hoger de mate van integratie, hoe groter het risico. Dit komt omdat onder hetzelfde productieverlies de schrappingskosten belangrijker worden. Bovendien zal niet elke integratie werken. Om de beste strategie te formuleren, is een grondige analyse van het proces en de waardeketen noodzakelijk.
