Le substrat AlN multicouche intelligent peut-il révolutionner le conditionnement de l'électronique de puissance DBC et AMB ?
Les substrats AlN révolutionnent le conditionnement de l'électronique de puissance
Présentation des substrats en nitrure d'aluminium (AlN) dans l'électronique de puissance
Dans le domaine de l’électronique de puissance, avec l’augmentation continue de la densité de puissance, la gestion thermique est devenue un facteur clé limitant les performances et la fiabilité du système. Le nitrure d'aluminium (AlN), en tant que matériau doté d'une conductivité thermique élevée (jusqu'à 170 W/mK) et d'une excellente isolation électrique, devient progressivement le substrat central des boîtiers électroniques de puissance hautes performances. Les caractéristiques du faible coefficient de dilatation thermique (CTE) de l'AlN lui permettent d'obtenir une bonne adaptation aux contraintes thermiques avec d'autres matériaux clés tels que le silicium, fournissant ainsi une base solide pour la construction de systèmes électroniques de puissance stables et efficaces. L'objectif de cet article est de discuter du substrat multicouche intelligent à base d'AlN et de son application dans les substrats d'électronique de puissance en cuivre à liaison directe (DBC) et brasage métallique actif (AMB), afin de fournir une nouvelle idée pour l'innovation et le développement de boîtiers d'électronique de puissance. technologie.
Avantages uniques des substrats en nitrure d'aluminium (AlN)
Substrats AlN sont idéaux pour une dissipation efficace de la chaleur grâce à leur excellente conductivité thermique. Dans les appareils électroniques de puissance, la gestion de la chaleur est cruciale et la capacité efficace de transfert de chaleur de l'AlN peut réduire efficacement la température de fonctionnement de l'appareil, prolonger la durée de vie et améliorer la stabilité du système. Dans le même temps, l'AlN, en tant qu'isolant électrique puissant, assure la sécurité électrique du système électronique de puissance et évite les défauts causés par une fuite de courant ou un court-circuit. De plus, les faibles caractéristiques CTE de l'AlN minimisent la différence de contrainte thermique entre celui-ci et d'autres matériaux couramment utilisés (tels que le silicium et la céramique), contribuant ainsi à réduire les problèmes de contrainte thermique lors de l'emballage et à améliorer la fiabilité et la stabilité à long terme de l'emballage.
Conception et innovation de substrats AlN multicouches intelligents
Sur la base du maintien des avantages d'une conductivité thermique élevée et d'un faible CTE, le substrat AlN multicouche intelligent réalise une configuration de circuit et une intégration de fonctions plus complexes grâce à une conception de structure multicouche. Cette conception optimise non seulement le chemin de conduction thermique, améliore l'efficacité de la dissipation thermique, mais offre également plus de possibilités d'intégration du système. Par exemple, des composants intelligents tels que des capteurs de température et des unités de contrôle de gestion thermique peuvent être intégrés dans des structures multicouches pour assurer une surveillance et une régulation de la température en temps réel, améliorant ainsi le niveau d'intelligence des systèmes électroniques de puissance. De plus, la conception multicouche améliore également la résistance mécanique du substrat et améliore l'adaptabilité aux conditions de travail complexes.
Applications de la technologie DBC et AMB sur les substrats AlN
La technologie DBC utilise la conductivité électrique élevée du cuivre et la conductivité thermique élevée de l'AlN, et grâce au processus de liaison directe, la couche de cuivre est fermement fixée au substrat AlN pour former un substrat électronique de puissance avec une dissipation thermique efficace. Ce substrat présente non seulement une excellente conductivité thermique, mais maintient également une bonne isolation électrique et convient aux applications d'électronique de puissance avec une densité de puissance élevée et des niveaux de tension élevés. La technologie AMB réalise la connexion directe entre l'AlN et le métal (tel que le cuivre) à travers la couche métallique active, améliorant encore l'efficacité du transfert thermique et réduisant la résistance thermique de l'interface. Le substrat AMB a montré de larges perspectives d'application dans les véhicules à énergie nouvelle, les réseaux intelligents, la production d'énergie éolienne et d'autres domaines, offrant un soutien solide à la construction de systèmes électroniques de puissance efficaces et fiables.
En résumé, le substrat multicouche intelligent basé sur l'ALN et son application dans les substrats d'électronique de puissance DBC et AMB ont ouvert une nouvelle voie pour l'innovation et le développement de la technologie de conditionnement de l'électronique de puissance. En tirant pleinement parti des avantages uniques des matériaux AlN, combinés à une conception multicouche intelligente et à une technologie d'emballage avancée, il améliore non seulement considérablement l'efficacité de la gestion thermique et les performances électriques des systèmes électroniques de puissance, mais fournit également un support technique solide pour promouvoir la développement rapide des nouvelles énergies, des réseaux intelligents et d’autres domaines. À l'avenir, avec les progrès continus de la science des matériaux et de la technologie de l'emballage, les substrats multicouches intelligents basés sur l'ALN devraient jouer un rôle important dans un plus large éventail de domaines, contribuant à la construction de systèmes électroniques de puissance plus efficaces, intelligents et fiables.
