1. Neue Keramikmaterialien
Bei der Herstellung fortschrittlicher Keramikmaterialien für DBC- und AMB -Substrate sind Aluminiumoxid (alumin), Aluminiumnitrid (ALN) und Siliziumnitrid (si₃n₄) die beliebteste Option. Diese fortschrittlichen Keramikmaterialien haben Vorteile wie eine gute dielektrische Festigkeit, hohen Schmelzpunkt und eine starke chemische Korrosionsbeständigkeit. Selbst unter harten Bedingungen können sie als Isolatoren im Bereich der Leistungselektronik häufig verwendet werden.
Obwohl diese Materialien derzeit in den fortschrittlichsten Leistungsmodulen verwendet werden können, beschränken ihre eigenen Einschränkungen bei thermischen und mechanischen Eigenschaften die Wartung oder Erweiterung der Lebensdauer des Moduls durch Erhöhung der Energiedichte. Das keramische Materialfeld muss durch neue Forschung und Entwicklung durch Durchbrüche in thermischen und mechanischen Eigenschaften führen, die das Branchenmuster verändern können.
2. Kulissen von Kupferschichten
Kupfer wird aufgrund seiner ausgezeichneten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit als ideales Material für die metallisierende Metallisation von Keramik anerkannt. Anforderungen wie kontinuierlich verbesserte Energiedichte, Stromkapazität und Zuverlässigkeit haben zur weit verbreiteten Anwendung von Kupfermaterialien auf dem Markt geführt. Außerdem hat Kupfer Vorteile wie eine einfache Verfügbarkeit von Rohstoffen, relativ niedrigem Preis und Haltbarkeit.
Normalerweise reicht die Dicke der Kupfer von 127 Mikrometern bis 800 Mikrometern. Modulhersteller versuchen jedoch, die Grenzen von Halbleiter- und Verpackungstechnologien zu überschreiten, um die Ausgangsleistung auf dem vorhandenen oder kleineren Bereich weiter zu erhöhen. Das Endergebnis wird die Entwicklung von Substraten mit einer Kupferschichtdicke von mehr als 1 Millimeter sein.
In Anbetracht der isotropen Eigenschaften solcher Materialien ist das nasse chemische Radieren nicht mehr zum Strukturieren dicker Kupferschichten geeignet. Dies liegt daran, dass diese Methode die Rillen zwischen Kupferleiter erweitert, während die Kunden die Rillen einschränken müssen, um den besetzten Bereich des Moduls zu verringern. Daher müssen spezielle Strukturverarbeitungstechnologien entwickelt werden, um die Lücken einzugrenzen, vertikale Seitenkanten zu erzeugen und die kleinstmögliche Rillenbreite zu erreichen.
3. Integration
Im Großen und Ganzen bietet Integration die Möglichkeit, die Vorteile der Wertektronik -Wertschöpfungskette zu maximieren. Solange das Substrat, die Grundplatte und die Wärme - die Ableitungsbasisplatte in einer Komponente intelligent kombiniert werden können, kann die Effektivität der Wärmeabteilung, Zuverlässigkeit und Kosten verbessert werden. Dies liegt daran, dass sowohl Modulhersteller als auch enden - Benutzer die Anzahl der Montageschritte und Verbindungsschichten reduzieren möchten. Wenn das Substrat integriert und mit einer starre Busbank (oder einer flexiblen Druckscheibe) verbunden ist, kann die parasitäre Induktivität in den Gate- und Kommutierungsschleifen stark reduziert werden. Selbst passive Komponenten wie Kondensatoren oder das gesamte Kühlsystem können in das Substrat integriert werden.
Die Integration beinhaltet jedoch normalerweise eine Denkweise. Je höher der Grad der Integration, desto größer ist das Risiko. Dies liegt daran, dass unter dem gleichen Produktionsverlust die Schrottkosten deutlicher werden. Darüber hinaus funktioniert nicht jede Integration. Um die beste Strategie zu formulieren, ist eine gründliche Analyse des Prozesses und der Wertschöpfungskette erforderlich.
