作者：vbond 發布時間：2023-01-11 18:01 瀏覽次數 :
近年來，對大功率電子產品的需求呈指數級增長。如今，隨著電動/混合動力汽車的快速增長，我們可以看到需要更多的電子和電源模塊來滿足需求。然而，電動汽車/混合動力汽車并不是推動這一增長需求的應用。主要應用如鐵路牽引、風力渦輪機、光伏逆變器、電機驅動等也在推動需求增長。
在高電壓和高電流密度下運行，必須滿足高溫和惡劣條件。高可靠功率模塊的關鍵部件之一是極其可靠的金屬陶瓷基板。用于這些應用的基材在電、熱、絕緣和運行過程中必須具有機械性能。要有一個可靠的系統，需要一個兼容的連接和組裝材料，比如焊膏、燒結膏和電線按鈕。
DBA，AMB覆銅陶瓷基板以及厚膜功率模塊基板的高溫熱循環性能，評估了一系列功率模塊基板候選材料的可靠性和性能，峰值工作溫度為350℃高溫功率模塊。陶瓷基板包括市場上銷售的鋁DBC/DBA和AMB覆銅陶瓷基板、銀厚膜印刷等效基板變形，由漿料和陶瓷片制成。
結果和失效分析表明，高溫性能（熱循環壽命）首先取決于金屬的初始延展性和加工硬化性，然后取決于陶瓷材料的斷裂韌性。最后，雖然厚膜基材的剝離強度是所有實驗基材中最低的，但發現了熱循環性能和Si3N4銅AMB覆銅陶瓷基板大致相同，我們將其歸因于厚膜的多孔性能。當前，循環壽命與印刷厚膜厚度（高370微米）的關系正在進行中。
氧化鋁金屬陶瓷基板，如直接銅鍵合基板，通常用于制造功率模塊。盡管這個解決方案比較便宜，但是它并不總是最適合某些應用，特別是大功率模塊。寬帶間隙半導體的所有功率都很難用于基于氧化鋁的陶瓷基板，這樣就需要高質量的基板。
近年來，基于氮化硅的金屬陶瓷基板已經用于電力模塊的組裝。其優異的機械性能，如彎曲強度、斷裂韌性和導熱性，使氮化硅成為一種吸引人的解決方案，也適用于高功率密度、高可靠性的模塊基礎。目前活性金屬釬焊用于氮化硅陶瓷基板，該技術采用銀鈦釬焊膏，促進了金屬和復雜的加工步驟，AMB覆銅陶瓷基板的價格使其成為更加昂貴的選擇。