功率模块底层技术
芝能智芯出品
汽车功率模块中的封装材料 在电源模块的制造中，使用了多种半导体材料，包括硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。这些材料被连接到陶瓷基板上，通过金属陶瓷基板（DCB）进行焊接。陶瓷基板上覆盖有散热片，用于散热，其连接方式包括金属陶瓷基板和散热片之间的粘合，同时散热片可以是空气冷却或液冷。
● 功率模块中的封装材料
在选择陶瓷基板时，有几种常用的材料：
◎ 氧化铝（Al2O3） 是最常用的基板材料，具有卓越的性价比。
◎ ZTA（氧化锆增强铝氧化铝） 基板具有改善的热循环性能。
◎ 氮化铝（AlN） 具有卓越的导热性能，主要用于需要高绝缘性和较厚陶瓷的高压应用。
◎ 氮化硅（Si3N4） 基板在各项性能方面表现最佳，可以提供最佳的可靠性和高功率密度，例如在高级电动汽车驱动逆变器中的应用。
选择哪种陶瓷材料取决于应用需求，包括绝缘性能、可靠性、热性能和成本等因素。在高级汽车驱动逆变器中，氮化硅基板是首选材料，因为在这些方面都具备出色的性能。
● Si3N4 AMB 陶瓷基板的优势
在陶瓷基板中，Si3N4是一种先进的金属陶瓷材料。与其他陶瓷基板相比，Si3N4具有出色的导热性能和耐热性。针对Si3N4陶瓷基板的标准制造过程中，通常使用银（Ag）为主要焊接材料，但是这种方式成本较高，而且存在银迁移的风险。
为了解决这些问题，引入了Ag-free的制造工艺。Si3N4 Ag-free AMB陶瓷基板具有60 W/mK和80 W/mK两种热导率选项，分别满足了AMB陶瓷基板的标准性能和商业需求。
采用Ag-free工艺，既降低了制造成本，又避免了银迁移的风险。Si3N4 Ag-free AMB的优势 Si3N4 Ag-free AMB充分发挥了Si3N4陶瓷的优势：Si3N4 Ag-free AMB具有与标准AMB相似的热循环能力。
与Si3N4 AMB相比，其热阻（Rth）没有明显差异，经过高温储存测试（HTS）后依然稳定。符合部分放电要求，这对于功率模块在最终的电气测试中通过非常关键，也可以避免在实际应用中出现过早故障的风险。
由于采用了Ag-free工艺，Si3N4 Ag-free AMB没有银迁移的问题，保证了组件的稳定性。
Si3N4 Ag-free AMB不仅具备出色的性能，而且在制造成本和可靠性方面都具有竞争优势，是功率模块制造中的理想选择。
◎ Si3N4 Ag free AMB显示出与标准AMB相似的热循环能力。
◎ 与Si3N4 AMB相比，其热阻（Rth）没有明显差异。
◎ 不受高温储存测试（HTS）的影响。
◎ 符合部分放电要求。
◎ 没有银迁移的风险。
◎ 与Si3N4 AMB相比，具有相同的加工工艺。
