1. Nouveaux matériaux en céramique
Dans la production de matériaux céramiques avancés pour les substrats DBC et AMB, l'alumine (al₂o₃), le nitrure d'aluminium (ALN) et le nitrure de silicium (Si₃n₄) sont les choix les plus populaires. Ces matériaux céramiques avancés présentent des avantages tels que une bonne résistance diélectrique, un point de fusion élevé et une forte résistance à la corrosion chimique. Ainsi, même dans des conditions difficiles, ils peuvent être largement utilisés comme isolateurs dans le domaine de l'électronique d'alimentation.
Bien que ces matériaux puissent être utilisés dans les modules de puissance les plus avancés actuellement, leurs propres limitations dans les propriétés thermiques et mécaniques restreignent la maintenance ou l'extension de la durée de vie du module en augmentant la densité d'énergie. Le champ de matériau en céramique doit faire des percées dans les propriétés thermiques et mécaniques grâce à de nouvelles recherches et développement, ce qui peut changer le modèle de l'industrie.
2.Sépice des couches de cuivre
Le cuivre est reconnu comme un matériau idéal pour la métallisation du substrat en céramique en raison de son excellente conductivité électrique et thermique. Des exigences telles que la densité d'énergie améliorée en continu, la capacité de chargement du courant et de la fiabilité ont conduit à l'application généralisée de matériaux de cuivre sur le marché. En outre, le cuivre présente des avantages comme une disponibilité facile des matières premières, un prix relativement bas et une durabilité.
Habituellement, l'épaisseur du cuivre varie de 127 microns à 800 microns. Cependant, les fabricants de modules tentent de repousser les limites des technologies de semi-conducteurs et d'emballages, visant à augmenter davantage la puissance de sortie sur la zone existante ou plus petite. Le résultat final sera le développement de substrats avec une épaisseur de couche de cuivre supérieure à 1 millimètre.
Compte tenu des caractéristiques isotropes de ces matériaux, la gravure chimique humide ne convient plus à la modélisation des couches de cuivre épaisses. En effet, cette méthode élargira les rainures entre les conducteurs de cuivre, tandis que les clients doivent réduire les rainures pour réduire la zone occupée du module. Par conséquent, des technologies de traitement de la structure spéciale doivent être développées pour rétrécir les lacunes, créer des bords latéraux verticaux et atteindre la plus petite largeur de rainure possible.
3. intégration
D'une manière générale, l'intégration offre la possibilité de maximiser les avantages de la chaîne de valeur de l'électronique de puissance. Tant que la plaque de base du substrat, de la plaque de base et de la chaleur - dissipation peut être intelligemment combinée en un seul composant, la dissipation de chaleur, la fiabilité et l'efficacité du coût peuvent être améliorées. En effet Lorsque le substrat est intégré et connecté à une barre de barre rigide (ou une carte de circuit imprimé flexible), l'inductance parasite dans la porte et les boucles de commutation peut être considérablement réduite. Même les composants passifs tels que les condensateurs ou l'ensemble du système de refroidissement peuvent être intégrés au substrat.
Cependant, l'intégration implique généralement un changement dans la façon de penser. Plus le degré d'intégration est élevé, plus le risque est élevé. En effet, en vertu de la même perte de production, le coût de démontage devient plus important. De plus, toutes les intégrations ne fonctionneront pas. Pour formuler la meilleure stratégie, une analyse approfondie du processus et de la chaîne de valeur est nécessaire.
