Alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza
L'alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza è molto più di un semplice contenitore protettivo. È un ponte che collega il chip nudo e il sistema di circuiti esterni. È anche un elemento chiave che determina l'efficienza di dissipazione del calore, la resistenza dell'isolamento e l'affidabilità a lungo termine del dispositivo.
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introduzione al prodotto
L'alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza è il componente principale dell'imballaggio responsabile dell'isolamento elettrico, dell'imballaggio ermetico e dell'interconnessione esterna nei moduli dei semiconduttori di potenza. Utilizza allumina di elevata purezza o ceramica di nitruro di alluminio come base isolante e copre la superficie della ceramica con uno strato di metallizzazione saldabile per ottenere una connessione altamente affidabile tra la ceramica e il terminale di alimentazione.
Funzioni principali
Funzione di isolamento elettrico
La matrice ceramica ha una rigidità dielettrica estremamente elevata, può formare un isolamento elettrico affidabile tra terminali di alimentazione adiacenti e tra terminali e substrati di dissipazione del calore e può resistere a test di tensione da migliaia a decine di migliaia di volt senza rotture o scariche parziali.
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Funzione di confezionamento ermetico
Il guscio in ceramica metallizzata e il coperchio Kovar sono brasati con rame argentato per formare una cavità sigillata, sigillando completamente il chip, i fili leganti e la struttura di interconnessione interna e isolando l'umidità esterna, la nebbia salina e i gas corrosivi per la lavorazione di precisione delle parti in ceramica di allumina.
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Funzione pass-di alimentazione e segnale
Attraverso i fori passanti metallizzati o il cablaggio superficiale sulla ceramica, i segnali di corrente deboli come l'elettrodo di controllo e l'emettitore del chip interno vengono condotti al circuito di azionamento esterno e la corrente di alimentazione principale viene introdotta dalla sbarra collettrice esterna nel chip interno per la metallizzazione della ceramica.
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Funzione di supporto e posizionamento meccanico
Il guscio in ceramica funge da scheletro strutturale del modulo, fornendo parametri di riferimento geometrici precisi e resistenza meccanica sufficiente per il montaggio del chip, il posizionamento di substrati ceramici rivestiti in rame- e l'installazione del dissipatore di calore esterno per ceramica di allumina metallizzata per componenti elettrici.
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Processo di produzione
Colata di nastro ceramico
Mescolare la polvere di allumina con solvente organico, disperdente e legante per ottenere un impasto liquido e applicarlo con una racla per formare un nastro ceramico verde con spessore uniforme. La tolleranza dello spessore è controllata entro ±0,02 mm per le parti di metallizzazione ceramica avanzata di precisione in allumina ad elevata purezza.
Laminazione e laminazione
Ogni strato di nastro grezzo viene impilato e pressato isostaticamente secondo la sequenza progettata per unire saldamente la struttura multi-strato. La pressione e la temperatura di laminazione devono essere controllate con precisione per evitare delaminazione o deformazione per la ceramica metallizzata di precisione.
Cottura ad alta-temperatura-
Il corpo verde in ceramica laminata viene staccato e sinterizzato in un forno ad alta-temperatura. I componenti organici vengono completamente rimossi, le particelle ceramiche vengono sinterizzate e densificate e la reazione interfacciale tra lo strato metallizzato e la matrice ceramica avviene per formare un forte legame.
Serigrafia grafica metallizzata
L'impasto liquido di molibdeno e manganese viene stampato sulla superficie del nastro grezzo secondo il modello progettato per formare i modelli dell'area terminale e dell'area di cablaggio. La precisione di stampa influisce direttamente sulla deviazione di allineamento del prodotto finale per la lavorazione di precisione di parti in ceramica di allumina.
Visualizzazione dettagliata
Transizione dell'interfaccia tra ceramica e strati metallizzati
Non sono presenti bolle, delaminazioni e microfessure sull'interfaccia. L'analisi della sonda elettronica mostra che gli elementi sono distribuiti secondo un gradiente piuttosto che un cambiamento improvviso. Questa è l'essenza microscopica dell'elevata forza legante.
Precisione delle caratteristiche di posizionamento
Le tolleranze dimensionali dei fori di posizionamento, delle superfici dei gradini e delle pendenze delle guide sono controllate a livello di micron. La collaborazione con apparecchiature di posizionamento automatizzato ha un'elevata ripetibilità e riduce notevolmente la velocità di lancio della linea di produzione per la ceramica metallizzata di precisione.
Controllo della deformazione del piano del guscio
Dopo la sinterizzazione, la deformazione complessiva del guscio viene controllata entro un intervallo molto piccolo per garantire un adattamento uniforme con il substrato ceramico rivestito in rame- e il dissipatore di calore ed evitare la concentrazione di stress locale per le parti di metallizzazione ceramica avanzata di precisione in allumina ad elevata purezza.
Standard ottici per l'ispezione estetica
L'ispezione dell'aspetto viene eseguita sotto una sorgente luminosa standardizzata. L'area metallizzata non presenta segni mancanti, fori di spillo e graffi. Il corpo in ceramica non presenta crepe, angoli mancanti e nessun inquinamento per la metallizzazione della ceramica.
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