1. Nuevos materiales cerámicos
En la producción de materiales cerámicos avanzados para sustratos DBC y AMB, la alúmina (al₂o₃), el nitruro de aluminio (ALN) y el nitruro de silicio (Si₃n₄) son las opciones más populares. Estos materiales cerámicos avanzados tienen ventajas como buena resistencia dieléctrica, alto punto de fusión y fuerte resistencia a la corrosión química. Por lo tanto, incluso en condiciones duras, pueden usarse ampliamente como aisladores en el campo Electrónica de energía.
Aunque estos materiales se pueden usar en los módulos de potencia más avanzados actualmente, sus propias limitaciones en las propiedades térmicas y mecánicas restringen el mantenimiento o extensión de la vida útil del módulo al aumentar la densidad de energía. El campo del material cerámico debe hacer avances en las propiedades térmicas y mecánicas a través de nuevas investigaciones y desarrollo, lo que puede cambiar el patrón de la industria.
2.Chicente de capas de cobre
El cobre se reconoce como un material ideal para la metalización del sustrato cerámico debido a su excelente conductividad eléctrica y térmica. Los requisitos, como la densidad de energía continuamente mejorada, la capacidad de transporte actual y la confiabilidad, han llevado a la aplicación generalizada de materiales de cobre en el mercado. Además, el cobre tiene ventajas como la fácil disponibilidad de materias primas, precio relativamente bajo y durabilidad.
Por lo general, el grosor del cobre varía de 127 micras a 800 micras. Sin embargo, los fabricantes de módulos están tratando de superar los límites de las tecnologías de semiconductores y envases, con el objetivo de aumentar aún más la potencia de salida en el área existente o más pequeña. El resultado final será el desarrollo de sustratos con un espesor de capa de cobre superior a 1 milímetro.
Dadas las características isotrópicas de tales materiales, el grabado químico húmedo ya no es adecuado para modelar capas de cobre gruesas. Esto se debe a que este método ampliará los surcos entre los conductores de cobre, mientras que los clientes necesitan reducir las ranuras para reducir el área ocupada del módulo. Por lo tanto, se deben desarrollar tecnologías de procesamiento de estructura especiales para reducir los huecos, crear bordes laterales verticales y lograr el ancho del surco más pequeño posible.
3. Integración
En términos generales, la integración ofrece la posibilidad de maximizar los beneficios de la cadena de valor de la electrónica de potencia. Mientras la placa base del sustrato, la placa base y el calor -disipación se pueda combinar de manera inteligente en un componente, se puede mejorar la disipación de calor, la confiabilidad y la efectividad de costo. Esto se debe a que tanto los fabricantes de módulos como los finales: los usuarios desean reducir la cantidad de pasos de ensamblaje y capas de conexión. Cuando el sustrato está integrado y conectado con una barra colectiva rígida (o placa de circuito impreso flexible), la inductancia parásita en la puerta y los bucles de conmutación se pueden reducir considerablemente. Incluso los componentes pasivos, como los condensadores o todo el sistema de enfriamiento, se pueden integrar en el sustrato.
Sin embargo, la integración generalmente implica un cambio en la forma de pensar. Cuanto mayor sea el grado de integración, mayor será el riesgo. Esto se debe a que bajo la misma pérdida de producción, el costo de desguace se vuelve más significativo. Además, no todas las integraciones funcionarán. Para formular la mejor estrategia, es necesario un análisis exhaustivo del proceso y la cadena de valor.
