上海2012年8月7日,杰斯公司于近日推出了新款curamik®系列氮化硅(Si3N4)陶瓷基板。由于氮化硅的機械強度比其它陶瓷高,所以新款curamik®基板能夠幫助設(shè)計者在嚴苛的工作環(huán)境以及HEV/EV和其它可再生能源應(yīng)用條件下實現(xiàn)至關(guān)重要的長壽命。
采用氮化硅制成的新款陶瓷基板的撓曲強度比采用Al2O3和AlN制成的基板高。Si3N4的斷裂韌性甚至超過了氧化鋯摻雜陶瓷
Si3N4陶瓷基板主要應(yīng)用于電機動力系統(tǒng)中的電子元件上
時至今日,功率模塊內(nèi)使用的覆銅陶瓷基板的可靠性一直受制于陶瓷較低的撓曲強度,而后者會降低熱循環(huán)能力。對于那些整合了熱和機械應(yīng)力的應(yīng)用(例如混合動力汽車和電動汽車(HEV/EV)而言,目前常用的陶瓷基板不是佳選擇?;澹ㄌ沾桑┖蛯?dǎo)體(銅)的熱膨脹系數(shù)存在很大差異,會在熱循環(huán)期間對鍵合區(qū)產(chǎn)生壓力,進而降低可靠性。在今年的PCIM展上羅杰斯公司推出的該款curamik®系列氮化硅(Si3N4)陶瓷基板,將使電力電子模塊的壽命延長10倍之多。
隨著HEV/EV和可再生能源應(yīng)用的增長,設(shè)計者找到了新方法來確保這些推動挑戰(zhàn)性的新技術(shù)發(fā)展所需的電子元件的可靠性。由于工作壽命比電力電子使用的其它陶瓷長10倍或者更高,所以氮化硅基板能夠提供對于達到必要的可靠性要求至關(guān)重要的機械強度。陶瓷基板的壽命是由在不出現(xiàn)剝離和其它影響電路功能與安全的故障的情況下,基板可以承受的熱循環(huán)重復(fù)次數(shù)來衡量的。該測試通常是通過從-55°C到125°C或者150°C對樣品進行循環(huán)運行來完成的。
curamik®產(chǎn)品市場經(jīng)理ManfredGoetz說:“我們目前的測試結(jié)果(-55°C至150°C)表明,curamik®氮化硅基板的使用壽命比汽車市場,特別是HEV/EV,通常使用的基板長十倍以上。同樣使用氮化硅基板也令整個模塊的壽命大大提升。”
使用壽命的延長對于所有將大型半導(dǎo)體晶片直接鍵合到基板上的功率模塊應(yīng)用而言都至關(guān)重要,并且對結(jié)溫較高(高達250°C)的SiC和GaN晶片尤為重要。curamik®氮化硅基板的熱導(dǎo)率為90W/mK,超過了市面上其它基板的平均值。
新款基板的機械強度使我們能夠利用更薄的陶瓷層,從而降低了熱阻,提高了功率密度,削減了系統(tǒng)成本。
與Al2O3和AlN基板相比,其撓曲強度改善了很多,設(shè)計師們將因此而受益。氮化硅的斷裂韌性甚至超過了氧化鋯摻雜陶瓷,在90W/mK的熱導(dǎo)率下達到了6.5~7MPa/√m。
采用直接鍵合銅(DBC)和活性金屬釬焊(AMB)技術(shù)均可生產(chǎn)新款curamik®氮化硅陶瓷基板。該產(chǎn)品在6月的PCIM展上已經(jīng)發(fā)布,并可提供樣品。
20多年以來,作為、高可靠應(yīng)用產(chǎn)品的廠商,羅杰斯公司的curamik®系列覆銅陶瓷基板一直是電力電子設(shè)計者信賴的產(chǎn)品。