전력 전자 기술의 급속한 발전, 특히 고전압, 고전류 및 고주파수 IGBT 모듈과 같은 전력 반도체 장치의 광범위한 적용으로 인해 세라믹 구리 코팅 기판에 대한 요구 사항이 더욱 엄격해졌습니다. 높은 열 전도성, 낮은 유전 상수 및 우수한 기계적 특성을 지닌 일종의 세라믹 재료인 질화알루미늄(AlN)은 고성능 세라믹 구리 코팅 기판을 준비하는 데 이상적인 선택입니다. 그러나 질화알루미늄 기판의 표면 특성으로 인해 구리 및 산화구리가 젖거나 퍼지는 것이 어려워 DBC(직접 결합 구리) 공정에 직접 적용하는 데 한계가 있습니다. 따라서 질화알루미늄 세라믹 동박판의 효율적인 제조공정을 탐색하고 그 성능을 최적화하는 것이 현재 연구의 초점이 되고 있다.
질화알루미늄 DBC 준비 공정의 과제와 솔루션: 질화알루미늄의 표면 특성으로 인해 구리와의 직접 결합이 어렵습니다. 질화알루미늄 표면에 치밀하고 균일한 알루미나 복합층을 형성함으로써 질화알루미늄 표면의 구리 및 산화구리의 젖음성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. DBC 공정은 구리와 알루미나의 공융결합을 이용하며, 연쇄로 소결을 통해 세라믹과 동박의 견고한 결합을 구현합니다.
AMB 공정의 소개 및 장점 : DBC 공정을 개선한 AMB(Active metal Brazing) 공정은 용가재의 활성원소(Ti 등)를 이용하여 세라믹과 반응하여 반응층을 생성하는 공정입니다. (TiN 등)은 액체 용가재에 의해 젖어 세라믹과 동박의 결합력을 향상시킵니다. AMB 공정은 활성 금속의 산화를 방지하기 위해 진공 소결이 필요하며, 공정 복잡도는 증가하지만 결합력이 강해 신뢰성이 높다.
DBC 공정과 AMB 공정 비교: DBC 공정은 1단계 구리 에칭을 사용하는 반면, AMB 공정은 1단계 구리 에칭과 1단계 TiN 에칭으로 구성되며 후자가 더 어렵습니다. 그러나 AMB-AlN의 결합력은 DBC-AlN보다 우수하여 더 높은 신뢰성과 성능을 보여줍니다.
질화알루미늄 세라믹 구리 피복판의 성능 최적화 방향: 전력 반도체 소자의 발전으로 세라믹 구리 피복 기판의 성능 요구 사항이 지속적으로 개선되고 있습니다. 질화알루미늄 세라믹의 강도를 향상시키고 더 높은 신뢰성, 온도 저항 및 전류 전달 용량을 달성하기 위해 준비 공정을 더욱 최적화하는 것이 후속 연구의 중요한 방향입니다.
요약하면, 질화알루미늄 세라믹 동박판의 제조 과정은 활성 금속 브레이징 및 진공 소결 기술의 도입을 통해 DBC에서 AMB로의 진화를 경험했으며, 질화알루미늄 표면 젖음성 문제를 효과적으로 해결하고 결합력을 크게 향상시켰습니다. 세라믹 및 동박의 전반적인 신뢰성. 그러나 전력 반도체 장치 기술이 지속적으로 발전함에 따라 세라믹 구리로 덮인 기판의 성능 요구 사항도 증가하고 있습니다. 따라서 향후 연구에서는 고전압, 고전류, 고주파 IGBT 모듈 등 고성능 전력 반도체 소자의 패키징 요구를 충족하기 위해 준비 공정을 더욱 최적화하고 질화알루미늄 세라믹의 강도를 향상시키는 데 중점을 두고 지속 가능한 개발을 촉진해야 합니다. 전력 전자 기술의
