現在、環境を保護し、エネルギーを節約するという声が上昇しており、国内の新しいエネルギー電気自動車をより懸念しています。高電力包装デバイスは、車両の速度とストレージからコンバートのACおよびDCの調整において決定的な役割を果たします。高周波熱サイクルは、電子包装の熱放散に関する厳格な要件を提案し、作業環境の複雑さと多様性は、パッケージング材料が優れた熱衝撃耐性と高い強度を持つために、サポートする役割を果たす必要があります。さらに、主に高電圧、高電流、高頻度で特徴付けられる最新のパワーエレクトロニクス技術の急速な発展により、この技術に適用される電力モジュールの熱散逸効率が重要になりました。電子パッケージングシステムのセラミック基板材料は、効率的な熱散逸の鍵であり、作業環境の複雑さに対処するために高強度と高い信頼性を持つ必要があります。近年、大量生産および広く使用されているセラミック基質は、主にAl2O3、Beo、SIC、SI3N4、ALNなどです。
さまざまな種類のセラミック基質の特性（出典：Liao Shengjun。基板用の窒化シリコンセラミック材料の調製と特性
AL2O3は、単純な準備プロセス、良好な断熱材、高温抵抗のため、現在、熱散逸基板産業で重要な位置を占めています。ただし、AL2O3の熱伝導率が低いため、高電力および高電圧デバイスの開発要件を満たすことができず、低熱散逸要件を持つ作業環境にのみ適しています。曲げ強度が低いため、AL2O3セラミックのアプリケーション範囲は熱散逸基板も限られています。
Beoセラミック基質は、効率的な熱散逸の要件を満たすために熱伝導率が高く、誘電率が低いですが、毒性のため、労働者の健康に影響を与え、大規模な応用を助長しません。
ALNセラミックは熱伝導率が高く、熱散逸基質の候補材料と見なされます。ただし、ALNセラミックには、熱衝撃耐性が低く、簡単な繊細さ、低強度、靭性があります。これは、複雑な環境での作業を助長せず、アプリケーションの信頼性を確保するのが困難です。
SICセラミックは熱伝導率が高くなりますが、誘電損失が高く、故障電圧が低いため、高周波および高電圧作業環境の適用を助長しません。
窒化シリコンは、熱伝導率が高く、国内外で高い信頼性を備えた最高のセラミック基質材料として認識されています。 Si3N4セラミック基質の熱伝導率はALNの熱伝導率よりもわずかに低いが、その曲げ強度と骨折の靭性はALNの2倍以上に達する可能性がある。同時に、Si3N4セラミックの熱伝導率は、Al2O3セラミックの熱伝導率よりもはるかに高くなっています。さらに、Si3N4セラミック基質の熱膨張係数は、第3世代の半導体基質SIC結晶の熱膨張係数に近いため、SIC結晶材料と一致するように安定しています。これにより、SI3N4は、第3世代SIC半導体パワーデバイスの高熱伝導率基板に優先される材料になります。
