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隨著風能、太陽能、熱泵、新能源裝備、電動汽車、軌道交通等領域隨著發(fā)展,已逐步進入萬億級的市場規(guī)模。這些領域都將用到絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。下游市場的快速發(fā)展將對IGBT模塊封裝的關鍵材料---陶瓷覆銅板形成了巨大需求。在這樣的下游市場利好下,開發(fā)高性能的陶瓷覆銅基板以適應不同領域的需求,特別是需要加快高可靠氮化鋁基板、氮化硅基板及其覆銅板的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進度。
一、陶瓷基板是IGBT的關鍵基礎材料

高壓大功率IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量主要是通過陶瓷覆銅板傳導到外殼而散發(fā)出去的,因此陶瓷覆銅板是電力電子領域功率模塊封裝的不可或缺的關鍵基礎材料。


陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航


陶瓷基板既具有陶瓷的高導熱性、高電絕緣性、高機械強度、低膨脹等特性,又具有無氧銅金屬的高導電性和優(yōu)異的焊接性能,并能像PCB線路板一樣刻蝕出各種圖形。

陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

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陶瓷覆銅板集合了功率電子封裝材料所具有的各種優(yōu)點:

1)陶瓷部分具有優(yōu)良的導熱耐壓特性;
2)銅導體部分具有極高的載流能力;
3)金屬和陶瓷間具有較高的附著強度和可靠性;
4)便于刻蝕圖形,形成電路基板;
5)焊接性能優(yōu)良,適用于鋁絲鍵合。

二、三大材料成主流

陶瓷基板材料的性能是陶瓷覆銅板性能的決定因素。目前,已應用作為陶瓷覆銅板基板材料共有三種陶瓷,分別是氧化鋁陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板和氮化硅陶瓷基板。


陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

氧化鋁基板 圖源自三環(huán)官網(wǎng)


氧化鋁陶瓷基板是最常用的陶瓷基板,由于它具有好的絕緣性、好的化學穩(wěn)定性、好的力學性能和低的價格,但由于氧化鋁陶瓷基片相對低的熱導率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好。作為高功率模塊封裝材料,氧化鋁材料的應用前景不容樂觀。

氧化鋁基板廠家有:京瓷、丸和、三環(huán)集團(300408)、鄭州中瓷、珠海粵科京華、浙江新納、江西創(chuàng)科、珠海思加、六方鈺成等。


氮化鋁覆銅板在熱特性方面具有非常高的熱導率,散熱快;在應力方面,熱膨脹系數(shù)與硅接近,整個模塊內(nèi)部應力較低,提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)異的性能都使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的首選。

陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

氮化鋁基板  攝于艾森達展臺

氮化鋁基板廠家有:丸和、京瓷、賽郎泰克、福建華清、海古德、三環(huán)集團(300408)、中瓷電子(003031)、艾森達、國瓷、臻璟、江西創(chuàng)科等。


氮化硅陶瓷覆銅板因其可以焊接更厚的無氧銅以及更高的可靠性在未來電動汽車用高可靠功率模塊中應用廣泛。根據(jù)材料及工藝特性展示了陶瓷覆銅板的技術發(fā)展方向,在大功率功率模塊領域氮化鋁陶瓷覆銅板為主要發(fā)展方向,在高可靠功率模塊領域氮化硅陶瓷覆銅板為主要發(fā)展方向。

陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

氮化硅基板 圖源自網(wǎng)絡

氮化硅基板廠家有:東芝、京瓷、丸和、StellarIndustries Corp、中材高新、正天、凱樂士、等。


三、DBC、AMB成IGBT主要覆銅板選擇

當前IGBT模塊中,使用到的陶瓷覆銅板主要是DBC、DPC基板。

直接覆銅工藝(DBC)

DBC基本原理是利用了銅與氧在燒結時形成的銅氧共晶液相,潤濕相互接觸的兩個材料表面,即銅箔表面和陶瓷表面,同時還與氧化鋁反應生成CuAlO2、Cu(AlO2)2等復合氧化物,充當共晶釬焊用的焊料,實現(xiàn)銅箔與陶瓷的牢固結合。

陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航圖源自網(wǎng)絡


DBC基板具有良好的導熱性,熱導率為20-260W/mK,IGBT模塊在運行過程中,在芯片表面產(chǎn)生大量的熱量,這些熱量可有效的通過DBC基板傳輸?shù)侥K散熱底板上,再通過底板上的導熱硅脂傳導于散熱器上,完成模塊的整體散熱流動。同時,DBC基板膨脹系數(shù)同硅(芯片主要材質(zhì)為硅)相近(7.1ppm/K),不會造成對芯片的應力損傷,DBC基板抗剝力>20N/mm2,具有優(yōu)秀的機械性能,耐腐蝕,不易發(fā)生形變,可在較寬溫度范圍內(nèi)使用。


DBC基板廠家有:羅杰斯、賀利氏、申和熱磁、DOWA、比亞迪、淄博銀河、南京中江、合肥圣達等。

活性金屬焊接工藝(AMB)

活性焊銅工藝是DBC工藝的進一步發(fā)展,先將陶瓷表面印刷活性金屬焊料而后與無氧銅裝夾后在真空釬焊爐中高溫焊接,覆接完畢基板采用類似于PCB板的濕法刻蝕工藝在表面制作電路,最后表面鍍覆制備出性能可靠的產(chǎn)品。

陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

圖源自網(wǎng)絡


AMB基板是靠陶瓷與活性金屬焊膏在高溫下進行化學反應來實現(xiàn)結合,因此其結合強度更高,可靠性更好。

AMB基板廠家有:羅杰斯、DOWA、三菱、賀利氏、申和熱磁、浙江德匯、DENKA等。

四、IGBT模塊用陶瓷覆銅基板發(fā)展方向

以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體材料的出現(xiàn),為器件性能的進一步大幅度提高提供了可能。針對SiC基/GaN基三代半導體器件高頻、高溫、大功率的應用需求,為實現(xiàn)大功率電力電子器件高密度三維模塊化封裝,需要開發(fā)可靠性更高、耐溫性能更好、載流能力更強的陶瓷覆銅基板。

選材第一要素,功能要達標。無論是氧化鋁、氮化鋁還是氮化硅等陶瓷基板,均需要根據(jù)IGBT需求規(guī)格進行選材,并采用合適的覆銅工作制作成板。


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如需轉(zhuǎn)載,請聯(lián)系艾邦陶瓷展。


陶瓷基板推薦活動:


第三屆高端電子陶瓷產(chǎn)業(yè)高峰論壇(江蘇昆山·11月26日)


01

主要議題



序號

議題

擬邀請單位

1

先進低溫共燒無源集成材料和器件技術發(fā)展

清華大學

2

高端電子陶瓷在汽車領域的發(fā)展應用

博世

3

陶瓷覆銅板在大功率半導體的應用

羅杰斯

4

LTCC射頻模塊的發(fā)展與應用

京瓷

5

高性能陶瓷基板在IGBT中的應用與發(fā)展

比亞迪半導體

6

基于HTCC技術的發(fā)展與應用

中瓷電子

7

應用于HTCC的高性能粉體制備

艾森達

8

高導熱陶瓷低溫燒結助劑的研究

廈門鎢業(yè)

9

LTCC生瓷帶的環(huán)境與工藝適應性要求研討

兵器214所 何中偉  總工程師

10

LTCC低介電常數(shù)粉體量產(chǎn)應用發(fā)展

中國科學院深圳先進技術研究院  顏廷楠  博士后

11

應用于低溫共燒陶瓷5G射頻模組材料方案

福祿FERRO

12

電子陶瓷用金屬漿料配套應用方案

貴研鉑業(yè)

13

高精密疊層機應用于多層陶瓷基板介紹

住榮

如有演講意向,請聯(lián)系周小姐:18320865613(微信同電話號碼)

02

擬邀請企業(yè)


通訊、基站、消費電子、汽車等終端企業(yè);LTCC、HTCC等陶瓷基板生產(chǎn)企業(yè);玻璃粉、陶瓷粉體等生瓷材料企業(yè)和導電金屬導體材料企業(yè);陶瓷流延機、激光切割、自動化組裝、燒結、印刷等設備企業(yè);網(wǎng)版、載帶、保護膜等耗材企業(yè);檢測、科研院所、高校機構等。


03

會議議程


2021年11月25日(周四):14:00-18:00簽到

2021年11月26日(周五):7:30-9:00簽到;8:50-18:00會議;18:00-19:30晚宴

04

報名方式

方式一:加微信
       陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航         

艾果果:13312917301(微信同電話號碼),

郵箱:ab008@aibang.com;注意:每位參會者均需要提供信息;


方式二:長按二維碼掃碼在線登記報名

       陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航        
或者復制下面網(wǎng)址到瀏覽器后,微信注冊報名
https://www.aibang360.com/m/100098?ref=161788


05

收費標準


參會人數(shù)

1~2個人(單價每人)

3個人及以上(單價每人)

9月24日前付款

2300元/人

2200元/人

10月24日前付款

2400元/人

2300元/人

11月24日前付款

2500元/人

2400元/人

現(xiàn)場付款

2800元/人

2500元/人

費用包括會議門票、全套會議資料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。


06

匯款方式及賬戶


匯款方式及賬戶:(均可開增值稅普通發(fā)票)


付款方式1:


公對公賬戶:

名稱:深圳市艾邦智造資訊有限公司

賬號:4425 0100 0021 0000 0867

開戶行:中國建設銀行股份有限公司深圳八卦嶺支行  



付款方式2:


掃碼支付:

注意:會議費用還支持微信(綁信用卡)支付,請掃描上面二維碼完成截圖發(fā)給工作人員

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07

贊助方案



項目


項目內(nèi)容


主題演講+展臺


30分鐘主題演講


3個參會名額


商標展示、現(xiàn)場展示臺1個


會刊廣告


易拉寶/禮品贊助(2選1)


主題演講


30分鐘主題演講


現(xiàn)場展臺


現(xiàn)場展示臺,展示設備及樣品、資料以及洽談,含3個參會名額


會刊廣告


研討會會刊,彩色全頁廣告(尺寸210*285mm)


側屏廣告


主講屏幕LED兩邊側屏,單邊側屏廣告,展示全天會議(客戶自行設計,圖片尺寸以實際面積為準)


參會證掛繩贊助


印有企業(yè)標識的掛繩(獨家)


參會證贊助


參會證背面單面印刷廣告


資料袋贊助


印有企業(yè)標識的資料袋


桌牌贊助


印有企業(yè)標識的桌牌


資料入袋贊助


企業(yè)的宣傳冊(不超過6P)放入?yún)?/span>


會議通訊錄banner橫幅廣告


植入在本會議觀眾通訊錄置頂?shù)臋M幅廣告,有效期6個月


Logo展示


背景板logo,會刊封面logo


易拉寶


現(xiàn)場1個易拉寶展示


禮品贊助


印有贊助商logo的禮品,用于贈送參會聽眾


微信推送


微信公眾號,覆蓋18萬行業(yè)專業(yè)人群,會前、會中或者會后,企業(yè)介紹以及相關軟文一共1篇

原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦陶瓷展):陶瓷基板為電力電子心臟——IGBT保駕護航

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作者 ab

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