전력 전자 기술의 급속한 발전과 함께 우수한 고온 안정성, 높은 에너지 밀도 및 낮은 손실 특성을 갖춘 탄화규소(SiC) 전력 장치는 신에너지 차량, 스마트 그리드 및 효율적인 에너지 변환 분야에서 큰 응용 가능성을 보여주었습니다. 그러나 SiC 장치의 성능 이점을 최대한 활용하려면 올바른 패키징 기판을 선택하는 것이 중요합니다. 많은 세라믹 기판 유형 중에서 활성 금속 브레이징(AMB) 실리콘 질화물(Si3N4) 기판은 고유한 장점을 지닌 SiC 전력 장치 패키징에서 점차 선호되는 솔루션이 되었습니다. 이 문서의 목적은 AMB 세라믹 기판, 특히 Si3N4-AMB 기판이 왜 우수하고 고온, 고전력, 고방열 및 높은 신뢰성을 위한 SiC 전력 장치의 패키징 요구 사항을 충족하는지 살펴보는 것입니다.
전력소자 패키지의 핵심 부품인 세라믹 기판의 성능은 소자 전체의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 전통적으로 알루미나(Al2O3) 기판 및 질화알루미늄(AlN) 기판은 직접 구리 코팅(DBC) 공정으로 금속화되었으며 널리 사용되지만 DBC 공정의 고유한 결함으로 인해 극한 조건에서 적용이 제한됩니다. 특히, 고온에서 구리와 세라믹 사이의 열팽창계수 불일치로 인해 구리층이 쉽게 벗겨져 패키지 구조의 안정성과 신뢰성에 영향을 미친다.
반면, 활성 금속 브레이징(AMB) 기술은 활성 필러 금속을 도입하여 구리와 세라믹 사이의 화학적 결합을 더욱 강력하게 만들어 계면의 결합 강도를 크게 높입니다. 이 기술은 고온에서 DBC 기판이 벗겨지는 문제를 극복할 뿐만 아니라 질화규소(Si3N4)와 같이 열전도율이 높고 기계적 특성이 우수한 세라믹 소재를 사용할 수 있게 해줍니다. Si3N4 세라믹은 높은 경도, 높은 파괴 인성, 우수한 열 안정성 및 우수한 열 전도성으로 인해 AMB 공정에 이상적입니다.
SI3N4-AMB 기판은 Si3N4 세라믹의 뛰어난 특성과 AMB 공정의 높은 강도를 결합하여 고온 서비스 조건에서 탁월한 신뢰성을 보여줍니다. 우선, 높은 열전도율은 장치의 효과적인 방열을 보장하고 작동 온도를 낮추며 장치의 수명을 연장시킵니다. 둘째, Si3N4의 우수한 기계적 성질은 기판의 굽힘강도와 내충격성을 향상시켜 패키지의 견고성을 향상시킵니다. 마지막으로, AMB 공정으로 형성된 긴밀한 용접 구조는 고온에서 열 응력으로 인한 인터페이스 실패에 효과적으로 저항할 수 있으며 패키지 구조의 장기적인 안정성을 보장합니다.
요약하면, SiC 전력 장치의 급속한 개발로 인해 패키징 기판에 대한 요구 사항이 더 높아졌으며, 활성 금속 브레이징(AMB) 실리콘 질화물(Si3N4) 기판은 고강도 결합, 고열 특성을 통해 SiC 장치 패키징 요구 사항에 완벽하게 적합합니다. 전도성, 우수한 기계적 성질, 고온 신뢰성이 우수합니다. Si3N4-AMB 기판은 고온에서 기존 DBC 기판의 인터페이스 박리 문제를 해결할 뿐만 아니라 SiC 장치에 보다 안정적이고 효율적인 방열 채널을 제공합니다. 이는 SiC 전력 장치를 더 높은 전력 밀도, 더 높은 작동으로 촉진하는 데 핵심입니다. 온도와 더 넓은 적용 범위. 따라서 AMB 세라믹 기판, 특히 Si3N4-AMB 기판은 의심할 여지 없이 SiC 전력 장치 패키징에 선호되는 솔루션이 되어 전력 전자 기술의 지속적인 발전을 위한 견고한 기반을 마련했습니다.
