對于陶瓷基片而言,“導(dǎo)熱能力”這一指標是極為重要的,在眾多品種的陶瓷基片中,氮化硅導(dǎo)熱能力不如氧化鈹也比不上氮化鋁,但依然備受關(guān)注,其最大優(yōu)勢便是“綜合性能好”,木桶的最短板,決定了木桶的盛水量,盡管商業(yè)的氮化硅基板熱導(dǎo)率僅在70-90W/m.K之間,遠遠低于商業(yè)化的氮化鋁基板(可達230W/m.K),但依然不影響它追逐陶瓷基片王者的地位。
圖:功率IGBT/MOSFET分立封裝(來源:Toshiba)
總的來說使用高強度的氮化硅絕緣材料可以滿足對功率模塊中日益增長的更長的使用壽命和更高的熱性能的需求。以電源模塊設(shè)計為例,其中芯片溫度從150°C升至200°C,可將開關(guān)損耗降低10%,更高的使用溫度對基板的導(dǎo)熱能力提出了更高的要求,加之焊料和無引線鍵合模塊之類的新封裝技術(shù)讓當(dāng)前的基板(主要是氧化鋁及氮化鋁)成為薄弱環(huán)節(jié),采用具有優(yōu)異的彎曲強度,高斷裂韌性和良好導(dǎo)熱性的氮化硅可以讓器件可靠性更高,熱循環(huán)能力出色,使用壽命更長。
流延成形搞不定?試試熱壓→切片
盡管氮化硅基板的優(yōu)勢很明顯但并未得到廣泛的應(yīng)用,皆因其制備技術(shù)卡了殼。流延法制備氧化鋁陶瓷基板是常用的方法,國內(nèi)許多廠家都在嘗試采用這種方法制備氮化硅基板,但受限于技術(shù)水平,做出來氮化硅基片性能達不到使用的要求,且合格率低,生產(chǎn)加工成本居高不下。
既然流延成形做不出讓人滿意的氮化硅基片,何不試試其他方法呢。近日,小編從九洋電子處得知了一個新的制備氮化硅基片的思路:采用熱壓法制備氮化硅陶瓷厚塊,然后再像切藍寶石一樣片開它,下圖就是片開的氮化硅基片。據(jù)聞,采用熱壓法之后氮化硅陶瓷密度更高,材料的各項性能要比直接流延的性能要好很多,更重要的是,這種制備方式讓氮化硅陶瓷基片的量產(chǎn)成為了可能。PS:聽聞國內(nèi)好多大的公司都上了熱壓爐。
圖:切割后的樣片,未平磨(九洋電子供圖)
據(jù)了解,目前有不少切割廠家在研究切割工藝氮化硅基板的方法,而切開一塊氮化硅陶瓷的難度絕不亞于切開一塊藍寶石的難度,因此真正能兼顧加工效率及制品品質(zhì)的廠家并不多,盡管很氮化硅很硬很難啃,但九洋電子還是依靠自己的實力贏得了不少客戶的贊許,如果您對他家的“金剛鉆”感興趣想要進一步了解或這合作的,文末留言或直接聯(lián)系小編(微信:ftqxiaoqi)為你對接上。
作者:粉體圈小白
作者:粉體圈
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