AMB-SiN 有望成为 IGBT 和 SiC 器件领域新趋势

 

传统硅基半导体由于自身物理性能不足,逐渐不适应于半导体行业的发展需求,在此背景下第三代半导体应运而生,第三代半导体材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等特点,在高频、高压、高温等工作场景中,有易散热、小体积、低能耗、高功率等明显优势,碳化硅已成为目前应用最广、市占率最高的第三代半导体材料。AMB 优先采用氮化硅陶瓷基片作为基板,其与第三代半导体衬底 SiC 晶体材料的热膨胀系数更为接近,匹配更稳定,是第三代半导体功率器件芯片衬底的首选。另外,目前以硅基材料为主的 IGBT 模块在具有高导热性、高可靠性、高功率等要求的轨道交通、工业级、车规级领域正逐渐采用 AMB 陶瓷衬板替代原有的 DBC 陶瓷衬板。

 

基于 AMB-SiN 陶瓷基板的高热导率、高载流能力以及低热膨胀系数,AMB-SiN 有望成为 IGBT 和 SiC 功率器件基板应用新趋势。高热导率、高载流能力:一方面 AMB-SiN 陶瓷基板热导率高于90W/mk,厚铜层具有较高热容量以及传热性;另一方面 AMB-SiN 陶瓷基板采用 AMB 工艺,可将厚铜金属(800μm)焊接到相对较薄的氮化硅陶瓷上,形成高载流能力。低热膨胀系数:AMB-SiN 陶瓷基板热膨胀系数为 2.4ppm/K,与硅芯片(4ppm/K)接近,具有良好的热匹配性,适用于裸芯片的可靠封装。

 

中国已经成为全球最大的功率半导体需求市场,但国产化率低,未来国产替代空间大;AMB 陶瓷衬板当前仍主要依赖进口,国内产能相对较小,另外随着新能源汽车销量的快速增长,驱动 IGBT 和第三代 SiC 功率器件市场景气度高企,带来广阔的"蓝海"市场。

 

博敏电子:具备 AMB、DPC 陶瓷衬板生产工艺

 

陶瓷衬板又称陶瓷电路板,是在陶瓷基片上通过覆铜技术形成的基板;再通过激光钻孔、图形刻蚀等工艺制作成陶瓷电路板。公司具备 AMB、DPC 陶瓷衬板生产工艺,AMB 工艺生产的陶瓷衬板主要运用在功率半导体模块上作为硅基、碳化基功率芯片的衬底,DPC 工艺生产的陶瓷衬板主要运用在激光雷达、激光热沉、器件衬底。

 

 

博敏电子拥有国际领先的 AMB 工艺技术和生产流程,使用自研钎焊料生产的陶瓷衬板具备性能优越、质量可靠、成本优胜的特点,可达到 5,000 次冷热冲击测试,满足航空航天的性能要求;现阶段,博敏电子 AMB 陶瓷衬板具备产能 8 万张/月,处于国内前列,后续随着设备不断投入及配合相关客户进行扩产,预计 2023 年有望 达到 15-20 万张/月的产能规模,相关产品已在轨道交通、工业级、车规级等领域取得认证,先后在航空体系、中车体系、振华科技、国电南瑞、比亚迪半导体等客户中开展样板验证和量产使用。

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作者 gan, lanjie