AMB PCB

Views
21 Oct 2024

PCB AMB là gì?

PCB AMB là một loại PCB gốm, tên đầy đủ của nó là PCB gốm hàn kim loại hoạt động. Công nghệ AMB là sự tiến bộ của công nghệ Đồng liên kết trực tiếp (DBC). Nguyên lý hoạt động của nó bao gồm liên kết gốm với kim loại bằng cách sử dụng các thành phần kim loại hoạt động (như Ti/Ag/Zr/Cu) trong vật liệu hàn. Về hiệu suất, liên kết trong chất nền gốm AMB đạt được thông qua phản ứng hóa học giữa gốm và vật liệu hàn kim loại hoạt động ở nhiệt độ cao. So với chất nền gốm Al2O3 truyền thống, gốm Si3N4 được sử dụng trong AMB có độ dẫn nhiệt cao hơn (>90W/m.K ở 25°C) và hệ số giãn nở nhiệt gần với silicon (2,6x10-6 /K). Do đó, các chất nền AMB có độ liên kết và độ tin cậy cao hơn.

Kết hợp với công nghệ thiêu kết bạc và các chip silicon carbide công suất cao, các lớp đồng AMB với lớp phủ kim loại hoạt tính có thể đạt được các mô-đun đóng gói công suất cao, tản nhiệt tốt hơn và độ tin cậy cao (có khả năng chịu được 3.000 lần sốc nhiệt). Công nghệ AMB được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện điện, đầu máy xe lửa và tàu cao tốc. Sự khác biệt chính giữa PCB DBC và AMB nằm ở quy trình sản xuất. Đầu tiên, trong DBC, đồng và gốm được liên kết trực tiếp, trong khi trong AMB, đồng và gốm được hàn bằng chất hàn kim loại hoạt tính, cần có thêm quy trình in lưới. Trước khi hàn, chất hàn kim loại hoạt tính phải được bôi đều lên chất nền gốm. Ngoài ra, các sản phẩm DBC tạo thành đồng thông qua một quy trình khắc duy nhất, trong khi các sản phẩm AMB có thêm lớp hàn kim loại cần một quy trình khắc bổ sung để loại bỏ lớp hàn, thường sử dụng axit hydrofluoric.

Đặc điểm của PCB gốm AMB

Hiện tại, các chất nền gốm AMB trong các ứng dụng thực tế có thể được phân loại thành ba loại dựa trên vật liệu gốm: chất nền alumina, nhôm nitrua và silicon nitrua. Dưới đây là so sánh các tính chất vật lý của ba loại vật liệu này:

Mục	Đơn vị	Al2O3	AlN	Si3N4
Mật độ	g/cm3	3.7	3.3	3.22
Độ dẫn nhiệt	W/(m.k)	>20	>170	>80
Hệ số giãn nở vì nhiệt (CTE)	ppm/C 20~300C	6.9	4.7	2.5
Độ bền uốn cong	Mpa	>350	>350	>700
Hằng số điện môi	@1MHz	9.8	9.0	8.0
Mất điện môi	@1MHz	<0.0002	<0.0005	<0.001
Phân tích cường độ	kV/mm	>15	>20	>20
Điện trở thể tích	Ω.cm	>10^14	>10^14	>10^14
Môđun đàn hồi (Gpa)	GPa	330	320	320

PCB gốm Alumina

Chất nền AMB alumina là chất nền trưởng thành nhất về mặt quy trình sản xuất trong số ba loại vật liệu do tính sẵn có rộng rãi và chi phí thấp của alumina. Điều này khiến alumina trở thành chất nền gốm hiệu quả nhất về mặt chi phí cho AMB. Tuy nhiên, gốm alumina có độ dẫn nhiệt thấp hơn so với hai loại vật liệu còn lại, hạn chế khả năng tản nhiệt của chúng. Do đó, chất nền nhôm AMB chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực có mật độ công suất thấp và yêu cầu về độ tin cậy ít nghiêm ngặt hơn.

PCB gốm nhôm nitride

Chất nền nhôm nitride AMB cung cấp khả năng tản nhiệt cao hơn, khiến chúng phù hợp hơn với các thiết bị điện tử công suất cao và dòng điện cao. Tuy nhiên, do độ bền cơ học tương đối thấp hơn, chu kỳ nhiệt độ cao và thấp tác động đến tuổi thọ của chất nền AMB nhôm nitride bị hạn chế, điều này hạn chế phạm vi ứng dụng của chúng.

PCB gốm silicon nitride

Gốm silicon nitride có hai pha tinh thể: α-Si3N4 và β-Si3N4. Pha α không ổn định và có thể dễ dàng chuyển thành pha β ổn định ở nhiệt độ cao. Gốm silicon nitride có độ dẫn nhiệt cao thường chứa hơn 40% pha β. Nhờ các đặc tính tuyệt vời của gốm silicon nitride, chất nền silicon nitride AMB thể hiện khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và chống oxy hóa vượt trội. Quan trọng nhất, vì silicon nitride có độ dẫn nhiệt cao (>90W/mK) và lớp đồng dày (lên đến 800µm), nên nó cũng có khả năng truyền nhiệt và công suất nhiệt cao. Do đó, chất nền silicon nitride AMB là vật liệu nền phù hợp nhất cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, tản nhiệt và khả năng chống phóng điện cục bộ, chẳng hạn như ô tô, tua bin gió, hệ thống kéo và thiết bị truyền động DC điện áp cao.