羅杰斯公司于近日推出了新款 curamik(R)系列氮化硅 (Si3N4) 陶瓷基板。由于氮化硅的機(jī)械強(qiáng)度比其它陶瓷高，所以新款curamik(R) 基板能夠幫助設(shè)計(jì)者在嚴(yán)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(shí)現(xiàn)至關(guān)重要的長(zhǎng)壽命。

　　時(shí)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(qiáng)度，而后者會(huì)降低熱循環(huán)能力。對(duì)于那些整合了極端熱和機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用(例如混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē) (HEV/EV) 而言，目前常用的陶瓷基板不是最佳選擇?；?陶瓷)和導(dǎo)體(銅)的熱膨脹系數(shù)存在很大差異，會(huì)在熱循環(huán)期間對(duì)鍵合區(qū)產(chǎn)生壓力，進(jìn)而降低可靠性。在今年的 PCIM 展上羅杰斯公司推出的該款 curamik(R) 系列氮化硅 (Si3N4) 陶瓷基板，將使電力電子模塊的壽命延長(zhǎng)10倍之多。

　　隨著 HEV/EV 和可再生能源應(yīng)用的增長(zhǎng)，設(shè)計(jì)者找到了新方法來(lái)確保這些推動(dòng)極具挑戰(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(zhǎng)10倍或者更高，所以氮化硅基板能夠提供對(duì)于達(dá)到必要的可靠性要求至關(guān)重要的機(jī)械強(qiáng)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(lái)衡量的。該測(cè)試通常是通過(guò)從 -55°C 到 125°C 或者 150°C 對(duì)樣品進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行來(lái)完成的。

　　curamik(R) 產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 Manfred Goetz 說(shuō)：“我們目前的測(cè)試結(jié)果(-55°C至150°C)表明，curamik(R) 氮化硅基板的使用壽命比汽車(chē)市場(chǎng)，特別是 HEV/EV，通常使用的基板長(zhǎng)十倍以上。同樣使用氮化硅基板也令整個(gè)模塊的壽命大大提升。”

　　使用壽命的延長(zhǎng)對(duì)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(duì)結(jié)溫較高(高達(dá)250°C)的 SiC 和 GaN 晶片尤為重要。curamik(R) 氮化硅基板的熱導(dǎo)率為 90 W/mK，超過(guò)了市面上其它基板的平均值。

　　新款基板的機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)度改善了很多, 設(shè)計(jì)師們將因此而受益。氮化硅的斷裂韌性甚至超過(guò)了氧化鋯摻雜陶瓷，在 90 W/mK 的熱導(dǎo)率下達(dá)到了6.5~7 MPa/√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(R) 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(lái)，作為高效、高可靠應(yīng)用產(chǎn)品的全球領(lǐng)先廠(chǎng)商，羅杰斯公司的curamik(R) 系列覆銅陶瓷基板一直是電力電子設(shè)計(jì)者信賴(lài)的產(chǎn)品。