Il substrato AlN multistrato intelligente può rivoluzionare gli imballaggi per elettronica di potenza DBC e AMB?
I substrati AlN rivoluzionano il packaging dell'elettronica di potenza
Panoramica sui substrati di nitruro di alluminio (AlN) nell'elettronica di potenza
Nel campo dell'elettronica di potenza, con il continuo aumento della densità di potenza, la gestione termica è diventata un fattore chiave che limita le prestazioni e l'affidabilità del sistema. Il nitruro di alluminio (AlN), un materiale con elevata conduttività termica (fino a 170 W/mK) ed eccellente isolamento elettrico, sta gradualmente diventando il substrato principale nei contenitori elettronici di potenza ad alte prestazioni. Le caratteristiche di basso coefficiente di espansione termica (CTE) dell'AlN gli consentono di ottenere un buon adattamento allo stress termico con altri materiali chiave come il silicio, fornendo una solida base per la costruzione di sistemi elettronici di potenza stabili ed efficienti. Lo scopo di questo articolo è discutere il substrato multistrato intelligente basato su AlN e la sua applicazione nel substrato per l'elettronica di potenza in rame legato direttamente (DBC) e nella brasatura attiva dei metalli (AMB), al fine di fornire una nuova idea per l'innovazione e lo sviluppo del packaging per l'elettronica di potenza. tecnologia.
Vantaggi unici dei substrati in nitruro di alluminio (AlN)
Substrati AlN sono ideali per un'efficiente dissipazione del calore grazie alla loro eccellente conduttività termica. Nei dispositivi elettronici di potenza, la gestione del calore è fondamentale e l'efficiente capacità di trasferimento del calore di AlN può ridurre efficacemente la temperatura operativa del dispositivo, prolungarne la durata e migliorare la stabilità del sistema. Allo stesso tempo, AlN, in quanto potente isolante elettrico, garantisce la sicurezza elettrica del sistema elettronico di potenza ed evita guasti causati da dispersione di corrente o cortocircuito. Inoltre, le caratteristiche di basso CTE di AlN riducono al minimo la differenza di stress termico tra esso e altri materiali comunemente utilizzati (come silicio, ceramica), contribuendo a ridurre i problemi di stress termico durante l'imballaggio e migliorando l'affidabilità della confezione e la stabilità a lungo termine.
Progettazione e innovazione di substrati AlN multistrato intelligenti
Mantenendo i vantaggi dell'elevata conduttività termica e del basso CTE, il substrato AlN multistrato intelligente realizza un layout del circuito e un'integrazione delle funzioni più complessi attraverso la progettazione della struttura multistrato. Questo design non solo ottimizza il percorso di conduzione del calore, migliora l'efficienza di dissipazione del calore, ma offre anche maggiori possibilità di integrazione del sistema. Ad esempio, componenti intelligenti come sensori di temperatura e unità di controllo di gestione termica possono essere incorporati in strutture multistrato per ottenere il monitoraggio e la regolazione della temperatura in tempo reale, migliorando ulteriormente il livello di intelligenza dei sistemi elettronici di potenza. Inoltre, il design multistrato migliora anche la resistenza meccanica del substrato e migliora l'adattabilità a condizioni di lavoro complesse.
Applicazioni della tecnologia DBC e AMB su substrati AlN
La tecnologia DBC utilizza l'elevata conduttività elettrica del rame e l'elevata conduttività termica dell'AlN e, attraverso il processo di collegamento diretto, lo strato di rame è saldamente attaccato al substrato AlN per formare un substrato elettronico di potenza con un'efficiente dissipazione del calore. Questo substrato non solo ha un'eccellente conduttività termica, ma mantiene anche un buon isolamento elettrico ed è adatto per applicazioni di elettronica di potenza con elevata densità di potenza e livelli di tensione elevati. La tecnologia AMB realizza la connessione diretta tra AlN e metallo (come il rame) attraverso lo strato metallico attivo, migliorando ulteriormente l'efficienza del trasferimento di calore e riducendo la resistenza termica dell'interfaccia. Il substrato AMB ha mostrato ampie prospettive di applicazione nei veicoli a nuova energia, nelle reti intelligenti, nella generazione di energia eolica e in altri campi, fornendo un forte supporto per la costruzione di sistemi elettronici di potenza efficienti e affidabili.
In sintesi, il substrato multistrato intelligente basato su ALN e la sua applicazione nei substrati per l'elettronica di potenza DBC e AMB hanno aperto un nuovo percorso per l'innovazione e lo sviluppo della tecnologia di confezionamento dell'elettronica di potenza. Sfruttando appieno i vantaggi unici dei materiali AlN, combinati con un design multistrato intelligente e una tecnologia di confezionamento avanzata, non solo migliora significativamente l'efficienza della gestione termica e le prestazioni elettriche dei sistemi elettronici di potenza, ma fornisce anche un solido supporto tecnico per promuovere la rapido sviluppo di nuove energie, reti intelligenti e altri campi. In futuro, con il continuo progresso della scienza dei materiali e della tecnologia di imballaggio, si prevede che i substrati multistrato intelligenti basati su ALN svolgeranno un ruolo importante in una gamma più ampia di campi, contribuendo alla costruzione di sistemi elettronici di potenza più efficienti, intelligenti e affidabili.
