采用氮化硅制成的新款陶瓷基板的撓曲強度比采用 Al 2 O 3 和 AlN 制成的基板高。 Si 3 N 4 的斷裂韌性甚至超過(guò)了氧化鋯摻雜陶瓷

　　Si 3 N 4 陶瓷基板主要應用于電機動(dòng)力系統中的電子元件上

　　時(shí)至今日，功率模塊內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度，而后者會(huì )降低熱循環(huán)能力。對于那些整合了極端熱和機械應力的應用(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)和導體(銅)的熱膨脹系數存在很大差異，會(huì )在熱循環(huán)期間對鍵合區產(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 ? 系列氮化硅 (Si 3 N 4 ) 陶瓷基板，將使電力電子模塊的壽命延長(cháng)10倍之多。

　　隨著(zhù) HEV/EV 和可再生能源應用的增長(cháng)，設計者找到了新方法來(lái)確保這些推動(dòng)極具挑戰性的新技術(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(cháng)10倍或者更高，所以氮化硅基板能夠提供對于達到必要的可靠性要求至關(guān)重要的機械強度。陶瓷基板的壽命是由在不出現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)重復次數來(lái)衡量的。該測試通常是通過(guò)從 -55°C 到 125°C 或者 150°C 對樣品進(jìn)行循環(huán)運行來(lái)完成的。

　　curamik? 產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 Manfred Goetz 說(shuō)：“我們目前的測試結果(-55°C至150°C)表明，curamik? 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(cháng)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(cháng)對于所有將大型半導體晶片直接鍵合到基板上的功率模塊應用而言都至關(guān)重要，并且對結溫較高(高達250°C)的 SiC 和 GaN 晶片尤為重要。curamik? 氮化硅基板的熱導率為 90 W/mK，超過(guò)了市面上其它基板的平均值。

　　新款基板的機械強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，削減了系統成本。

　　與Al2O3 和 AlN 基板相比，其撓曲強度改善了很多, 設計師們將因此而受益。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 的熱導率下達到了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? 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、高可靠應用產(chǎn)品的全球領(lǐng)先廠(chǎng)商，羅杰斯公司的curamik? 系列覆銅陶瓷基板一直是電力電子設計者信賴(lài)的產(chǎn)品。