Inni í öllum rafknúnum ökutækjum eða iðnaðarmótordrifum skiptir afl hálfleiðaraeining stórum rafstraumum innan millisekúndna. Þessar einingar eru byggðar með því að tengja kísil- eða kísilkarbíðdeyjur á keramik undirlag með háum-hertuferlum sem framkvæmdar eru við stýrðan þrýsting. Upphitunarplatan sem gerir þessa nákvæmni tengingu kleift er í sjálfu sér vandlega hannað keramik hitakerfi sem er hannað fyrir einsleitni og ofur-hreina notkun.
Í rafeindaframleiðslu er varma nákvæmni ekki aukakrafa-það er grunnurinn að áreiðanleika tækisins. Jafnvel minniháttar hitastigsbreytingar við sintrun geta þýtt í tómum, veikum viðmótum eða rafmagnsbilun í fullunnu einingunni.
Hlutverk keramikhitunarplata í Power Module umbúðum
Kröfur um sintunarferli
Í nútíma -festingartækni er silfurhertunarmauk almennt notað til að tengja hálfleiðaramót við undirlag eins og beintengt kopar (DBC) eða einangrað málmhvarfefni (IMS).
Við vinnslu:
Hitastig er venjulega á bilinu 250 gráður til 300 gráður
Vélrænn þrýstingur er beitt samtímis
Efnið fer yfir í þétt málmtengilag
Þörf er á samræmdri hitauppstreymi á öllum skurðum
Hitakerfið verður því að skila:
Einstök hitastig einsleitni (oft innan ±1 gráðu)
Stöðug hitauppstreymi hjólreiðahegðun
Mikið hreinlæti án agnamengunar
Endurtekinn árangur í þúsundum lotum
Thekeramik hitaplata máttur hálfleiðara mátkerfið er hannað sérstaklega til að mæta þessum takmörkunum.
The Keramic Thermal Platform
Platan er nákvæmur hitauppstreymi smíðaður úr háþróaðri tæknilegri keramik, oftast:
Álnítríð (AlN)
Kísilkarbíð (SiC)
Þessi efni veita einstaka samsetningu eiginleika:
Mikil hitaleiðni (AlN ~170 W/m·K)
Frábær rafmagns einangrun
Lítið varmaþenslumisræmi við hálfleiðaraefni
Hár hitaáfallsþol
Efnafræðilega óvirk yfirborðshegðun
Keramikhlutinn þjónar bæði sem burðarvirki og varmadreifingarmiðill, sem tryggir samræmda hitaafhendingu yfir allt vinnsluflötinn.
Innbyggð hitaeining arkitektúr
Innri viðnámshitunet
Til að ná stjórn á háum-hitaaðgerðum eru hitaeiningar felldar inn í eða tengdar við keramikbygginguna. Þessar eru venjulega gerðar úr:
Volfram
Mólýbden
Mólýbdendísilíð í sumum-háhitaafbrigðum
Þessum þáttum er dreift í vandlega hönnuð geometrísk mynstur til að tryggja samræmda orkuinntak.
Upphitunararkitektúrinn er hannaður þannig að varmahalli er lágmarkaður áður en hann kemst á yfirborðið, sem gerir samkvæma sintrun deyja yfir stórar einingar fylki.
Stöðugleiki og stjórnun hitastigs
Í umbúðum afleiningar er hitastöðugleiki mikilvægur fyrir efnishegðun.
Háþróuð stjórnkerfi viðhalda:
Þétt hitauppstreymi yfir yfirborð plötunnar
Stýrður hraða-upp og-kólunarhraði
Stöðugt hitastig í bleyti á meðan á sintrun stendur
Þetta eftirlitsstig tryggir að allir hálfleiðarar deyi upplifi sömu hitauppstreymi meðan á tengingu stendur.
Hreinlæti og mengunarvarnir
Mikilvægi agna-lausra yfirborða
Rafmagnshálfleiðaratæki eru mjög viðkvæm fyrir mengun. Jafnvel smásæjar agnir geta kynnt:
Rafmagnslekaleiðir
Tenging tómarúma
Staðbundnir hitaálagspunktar
Minni raforkustyrkur
Keramik hitaplötur bjóða upp á náttúrulega hreint yfirborð vegna þess að:
Engar tæringarvörur úr málmi myndast
Engin flagnandi húðun er til staðar
Yfirborðslosun er í raun eytt
Þetta gerir keramikkerfi sérstaklega hentugt fyrir há-áreiðanleikaforrit eins og dráttarspennur fyrir bíla og rafeindatækni í geimferðum.
Stýrður rekstur andrúmslofts
Flest-afkastamikil sintunarferla fer fram undir:
Tómarúm umhverfi
Köfnunarefnisloft
Myndunargas (vetni/köfnunarefnisblöndur)
Þetta umhverfi kemur í veg fyrir oxun silfurhertuefna og verndar viðkvæmt yfirborð hálfleiðara.
Keramikplatan er stöðug undir þessu andrúmslofti og viðheldur bæði vélrænni heilleika og hitauppstreymi.
Hitaafköst í hár-nákvæmni sintrun
Samræmd hitadreifing
Skilgreiningarkrafan um keramikhitunarplötu er varma einsleitni.
Við sintrun:
Margar deyja eru unnar samtímis
Hitabreyting hefur bein áhrif á gæði bindis
Ójöfn hitun leiðir til vélrænnar álags og tómamyndunar
Álnítríð-plötur eru sérstaklega áhrifaríkar vegna mikillar hitaleiðni í-plani, sem dreifir hita hratt yfir allt yfirborðið.
Þetta gerir kerfinu kleift að virka sem einsleitt varmasvið frekar en punkt-varmagjafi.
Ending hringrásar
Nútíma keramikplötur eru hannaðar fyrir:
Þúsundir til tugþúsunda hitauppstreymi
Endurtekin útsetning fyrir 250–300 gráðu notkun
Stöðug þrýstingshleðsla meðan á sintrun stendur
Langtímastöðugleiki er nauðsynlegur í hálfleiðaraframleiðsluumhverfi þar sem endurtekningarhæfni ferla hefur bein áhrif á afraksturinn.
Efnisathugið: Grafít sem valkostur
Í sumum sintunarforritum eru grafíthitunarplötur notaðar sem valkostur við keramikkerfi.
Kostir grafít eru:
Frábær hitaleiðni
Hár-hitageta
Lægri efniskostnaður
Góð vélhæfni
Hins vegar kynnir grafít takmarkanir:
Agnamyndun hætta
Oxunarnæmi í ó-óvirku umhverfi
Minni hreinleika fyrir mjög-mikil-áreiðanleg rafeindatækni
Fyrir háþróaðar aflhálfleiðaraeiningar, sérstaklega í bíla- og fluggeiranum, eru keramikplötur enn ákjósanlegar vegna yfirburða hreinleika og rafeinangrunar.
Nákvæmni verkfræði í rafeindaframleiðslu
Hitajafnleiki sem afrakstursþáttur
Frammistaða IGBT og MOSFET eininga veltur að miklu leyti á:
Tengingarheilleiki milli deyja og undirlags
Ógilda-laus hertu lög
Stöðug vélræn álagsdreifing
Sérhvert hitaósamræmi við sintrun getur þýtt styttri líftíma tækisins eða skelfilega bilun við rafmagnsálag.
Keramikplatan virkar sem mikilvægur ferlistýringarþáttur sem tryggir samræmda orkuafhendingu á hverjum stað í einingafylkingunni.
Samþætting í sjálfvirkar framleiðslulínur
Nútíma pökkunarlínur hálfleiðara samþætta keramikhitunarplötur í:
Vacuum press kerfi
Sjálfvirkur deyja-tengja búnað
Há-afköst sintunarofna
Innbyggð gæðaeftirlitskerfi
Þessi kerfi eru hönnuð fyrir mikla endurtekningarnákvæmni og lágmarks vinnsluferli yfir framleiðslulotur.
Niðurstaða
Há-hitaplötur úr keramik gegna grundvallarhlutverki í framleiðslu háþróaðra aflhálfleiðaraeininga sem notaðar eru í rafknúnum ökutækjum, iðnaðardrifum og orkubreytingarkerfum. Með því að sameina efni eins og álnítríð eða kísilkarbíð með innbyggðum wolfram- eða mólýbdenhitunareiningum, skila þessi kerfi mikilli varma einsleitni, einstakan hreinleika og -langtímastöðugleika við vinnuhitastig allt að 300 gráður.
Thekeramik hitaplata máttur hálfleiðara máttækni gerir nákvæma hertu silfurmóta-tengja efni við stýrðar þrýstings- og andrúmsloftsaðstæður, sem tryggir stöðuga tengingargæði í öllum tækjum í framleiðslu.
Þar sem rafeindatækni heldur áfram að þróast í átt að meiri skilvirkni, meiri þéttleika og meiri áreiðanleika, eru keramikhitunarplötur áfram ein mikilvægasta en að mestu ósýnilega tækni sem gerir þessa umbreytingu kleift. Orkubreytingin er að lokum byggð á smásæjum tengjum sem myndast undir fullkomlega stýrðum hita-sem kemur frá hönnuðum keramikvarmakerfum sem starfa í hjarta hálfleiðaraframleiðslu.
