الاتجاهات في تطوير ركائز السيراميك المعدنية
November 26, 2023
1. مواد السيراميك الجديدة
في إنتاج المواد السيراميكية المتقدمة لرواد DBC و AMB ، ألومينا (al₂o₃) ، نيتريد الألومنيوم (ALN) ، ونيتريد السيليكون (Si₃n₄) هي الخيارات الأكثر شعبية. هذه المواد الخزفية المتقدمة لها مزايا مثل القوة العازلة الجيدة ، ونقطة انصهار عالية ، ومقاومة تآكل كيميائي قوي. لذلك ، حتى في ظل الظروف القاسية ، يمكن استخدامها على نطاق واسع كعوازل في مجال إلكترونيات الطاقة.
على الرغم من أنه يمكن استخدام هذه المواد في وحدات الطاقة الأكثر تقدماً حاليًا ، فإن قيودها الخاصة في الخواص الحرارية والميكانيكية تقيد صيانة أو تمديد عمر خدمة الوحدة النمطية عن طريق زيادة كثافة الطاقة. يحتاج مجال المواد الخزفية إلى تحقيق اختراقات في الخواص الحرارية والميكانيكية من خلال البحث والتطوير الجديد ، مما قد يغير نمط الصناعة.
2. سلم الطبقات النحاسية
يتم التعرف على النحاس كمواد مثالية للمعادن الركيزة الخزفية بسبب الموصلية الكهربائية والحرارية الممتازة. أدت المتطلبات مثل كثافة الطاقة المعززة باستمرار ، والقدرة الحالية - والموثوقية ، إلى تطبيق واسع النطاق للمواد النحاسية في السوق. علاوة على ذلك ، يتمتع النحاس بمزايا مثل سهولة توافر المواد الخام والسعر المنخفض نسبيًا والمتانة.
عادة ، يتراوح سمك النحاس من 127 ميكرون إلى 800 ميكرون. ومع ذلك ، يحاول مصنعو الوحدات النمطية دفع حدود تقنيات أشباه الموصلات والتعبئة ، بهدف زيادة طاقة الإخراج في منطقة موجودة أو أصغر. ستكون النتيجة النهائية هي تطوير ركائز بسمك طبقة نحاسية تزيد عن 1 ملليمتر.
بالنظر إلى الخصائص المتناحية لمثل هذه المواد ، لم يعد الحفر الكيميائي الرطب مناسبًا لنمط طبقات النحاس السميكة. وذلك لأن هذه الطريقة ستوسع الأخاديد بين الموصلات النحاسية ، بينما يحتاج العملاء إلى تضييق الأخاديد لتقليل المنطقة المحتلة للوحدة. لذلك ، يجب تطوير تقنيات معالجة الهيكل الخاص لتضييق الثغرات ، وإنشاء حواف جانبية رأسية ، وتحقيق أصغر عرض للأخدود.
3. التكامل
بشكل عام ، يوفر التكامل إمكانية لزيادة فوائد سلسلة قيمة إلكترونيات الطاقة. طالما أن الركيزة واللوحة الأساسية ولوحة قاعدة التبديد يمكن دمجها بذكاء في مكون واحد ، يمكن تحسين تبديد الحرارة ، الموثوقية ، وفعالية التكلفة. وذلك لأن كلا من مصنعي الوحدات ونهاية - يرغب المستخدمون في تقليل عدد خطوات التجميع وطبقات الاتصال. عندما يتم دمج الركيزة وتوصيلها مع بوسار جامد (أو لوحة دائرة مطبوعة مرنة) ، يمكن تقليل الحث الطفيلي في البوابة وحلقات التخفيف إلى حد كبير. يمكن دمج المكونات السلبية مثل المكثفات أو نظام التبريد بأكمله على الركيزة.
ومع ذلك ، فإن التكامل عادة ما ينطوي على تحول في طريقة التفكير. كلما زادت درجة التكامل ، زادت المخاطر. هذا لأنه تحت نفس فقدان الإنتاج ، تصبح تكلفة التخلي أكثر أهمية. علاوة على ذلك ، لن يعمل كل تكامل. لصياغة أفضل استراتيجية ، من الضروري إجراء تحليل شامل للعملية وسلسلة القيمة.