O substrato Smart Multilayer AlN pode revolucionar as embalagens de eletrônicos de potência DBC e AMB?
Substratos AlN revolucionando embalagens de eletrônicos de potência
Visão geral dos substratos de nitreto de alumínio (AlN) em eletrônica de potência
No campo da eletrônica de potência, com o aumento contínuo da densidade de potência, o gerenciamento térmico tornou-se um fator chave que restringe o desempenho e a confiabilidade do sistema. O nitreto de alumínio (AlN), como material com alta condutividade térmica (até 170 W/mK) e excelente isolamento elétrico, está gradualmente se tornando o principal substrato em pacotes de eletrônica de potência de alto desempenho. As características de baixo coeficiente de expansão térmica (CTE) do AlN permitem que ele alcance uma boa correspondência de tensão térmica com outros materiais importantes, como o silício, fornecendo uma base sólida para a construção de sistemas eletrônicos de potência estáveis e eficientes. O objetivo deste artigo é discutir o substrato multicamadas inteligente baseado em AlN e sua aplicação em substratos de eletrônica de potência de cobre ligado diretamente (DBC) e brasagem de metal ativo (AMB), a fim de fornecer uma nova ideia para a inovação e desenvolvimento de embalagens para eletrônica de potência. tecnologia.
Vantagens exclusivas dos substratos de nitreto de alumínio (AlN)
Substratos de AlN são ideais para dissipação de calor eficiente devido à sua excelente condutividade térmica. Em dispositivos eletrônicos de potência, o gerenciamento de calor é crucial, e a capacidade eficiente de transferência de calor do AlN pode efetivamente reduzir a temperatura operacional do dispositivo, prolongar a vida útil e melhorar a estabilidade do sistema. Ao mesmo tempo, o AlN, como forte isolante elétrico, garante a segurança elétrica do sistema eletrônico de potência e evita falhas causadas por fuga de corrente ou curto-circuito. Além disso, as características de baixo CTE do AlN minimizam a diferença no estresse térmico entre ele e outros materiais comumente usados (como silício, cerâmica), ajudando a reduzir problemas de estresse térmico durante a embalagem e a melhorar a confiabilidade da embalagem e a estabilidade a longo prazo.
Design e inovação de substratos AlN multicamadas inteligentes
Com base na manutenção das vantagens de alta condutividade térmica e baixo CTE, o substrato AlN multicamadas inteligente realiza um layout de circuito mais complexo e integração de funções por meio do projeto de estrutura multicamadas. Este design não só otimiza o caminho de condução de calor, melhora a eficiência da dissipação de calor, mas também oferece mais possibilidades de integração do sistema. Por exemplo, componentes inteligentes, como sensores de temperatura e unidades de controle de gerenciamento térmico, podem ser incorporados em estruturas multicamadas para obter monitoramento e regulação de temperatura em tempo real, melhorando ainda mais o nível de inteligência dos sistemas eletrônicos de potência. Além disso, o design multicamadas também aumenta a resistência mecânica do substrato e melhora a adaptabilidade a condições de trabalho complexas.
Aplicações da tecnologia DBC e AMB em substratos AlN
A tecnologia DBC utiliza a alta condutividade elétrica do cobre e a alta condutividade térmica do AlN e, por meio do processo de ligação direta, a camada de cobre é firmemente fixada ao substrato de AlN para formar um substrato eletrônico de potência com dissipação de calor eficiente. Este substrato não só possui excelente condutividade térmica, mas também mantém um bom isolamento elétrico e é adequado para aplicações de eletrônica de potência com alta densidade de potência e altos níveis de tensão. A tecnologia AMB realiza a conexão direta entre AlN e metal (como o cobre) através da camada de metal ativo, melhorando ainda mais a eficiência da transferência de calor e reduzindo a resistência térmica da interface. O substrato AMB mostrou amplas perspectivas de aplicação em novos veículos de energia, redes inteligentes, geração de energia eólica e outros campos, fornecendo forte apoio para a construção de sistemas eletrônicos de potência eficientes e confiáveis.
Em resumo, o substrato multicamadas inteligente baseado em ALN e sua aplicação em substratos de eletrônica de potência DBC e AMB abriram um novo caminho para a inovação e o desenvolvimento da tecnologia de empacotamento de eletrônica de potência. Ao aproveitar ao máximo as vantagens exclusivas dos materiais AlN, combinados com o design multicamadas inteligente e a tecnologia de embalagem avançada, não só melhora significativamente a eficiência do gerenciamento térmico e o desempenho elétrico dos sistemas eletrônicos de potência, mas também fornece suporte técnico sólido para promover o rápido desenvolvimento de novas energias, redes inteligentes e outros campos. No futuro, com o progresso contínuo da ciência dos materiais e da tecnologia de embalagens, espera-se que os substratos multicamadas inteligentes baseados em ALN desempenhem um papel importante em uma ampla gama de campos, contribuindo para a construção de sistemas eletrônicos de potência mais eficientes, inteligentes e confiáveis.
