AlSIC复合材料如何制备IGBT?
随着电力电子的高速发展,对其元器件的性能要求 和可靠性要求也越来越高。IGBT是电力电子最重要的核心功率器件之一。 自问世以来,因其易操作性和稳定性,其应用领域不断扩展,目前已在家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网中广泛应用。然而,随着电力电子元器件荷载密度的增加,同时兼具高导热和低热膨胀系数的热沉基板成为了决定IGBT模块最重要的部分。基于铜和铜合金的热沉基板的高热膨胀系数、高密度和品贵的价格,已经无法满足如今电力电子模块的发展需求。
为了解决这一问题,以金属铝或铝合金为基体,SiC颗粒体积分数不小子颗粒为增强材料的新型复合材料--AISiC复合材料应运而生。根据其SiC颗粒的体积分数,可将AlSIC分为高体积分数,中体积分数和低体积分数复合材料。那么,AlSIC是如何参与到IGBT的制备过程中的呢?
首先称取一定量的 SiC微粉、水和 10%粘结剂混料,挤压造粒烘干后过 60 目筛备用:将前述制备的颗粒在液压机上成型,制备 SiC 多孔素坯备用:将前述制备的SiC 多孔素坏干 105℃干燥 24h后再在马弗炉中烧结8h随炉冷却,得到具备一定强度和孔院率的 SiC 多孔预制坯。随后,将碳化硅多孔预制坯装模后送人真空压力渗铝炉中,抽真空并加热保温加压,使熔融铝液在外加压力的作用下填充多孔SiC 的孔隙,随炉冷却凝固熔融铝液.从而得到高体积分数的 AISiC 复合材料。
随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展,对半导体器件的需求日益增长,同时也催生了市场对半导体材料的需求,半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下,本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力,逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局,推进中国半导体材料国产化进程,促进中国半导体材料行业的发展。
数据显示,2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长,从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计,2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆,占比超过40%,成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临,汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求,IGBT市场规模将持续增长,IGBT市场在2020年的规模为54亿美元,从2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率(CAGR)增长,预计2026年市场规模为84亿美元。新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量,2020年市场规模为为5.09亿美元,2020-2026年的复合年增长率为23%,预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元。
随着5G、智慧物联网时代的到来,中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局,正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前,我国已经成为最大的半导体市场,并且继续保持最快的增速,预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。