1. Νέα κεραμικά υλικά
Στην παραγωγή προχωρημένων κεραμικών υλικών για υποστρώματα DBC και AMM, η αλουμίνα (Al₂o₃), το νιτριδικό αλουμίνιο (ALN) και το νιτρίδιο του πυριτίου (Si₃n₄) είναι οι πιο δημοφιλείς επιλογές. Αυτά τα προηγμένα κεραμικά υλικά έχουν πλεονεκτήματα όπως η καλή διηλεκτρική αντοχή, το υψηλό σημείο τήξης και η ισχυρή αντοχή στη χημική διάβρωση. Έτσι, ακόμη και κάτω από σκληρές συνθήκες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρέως ως μονωτήρες στο πεδίο ηλεκτρονικής ισχύος.
Αν και αυτά τα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις πιο προηγμένες μονάδες ισχύος, οι δικοί τους περιορισμοί στις θερμικές και μηχανικές ιδιότητες περιορίζουν τη συντήρηση ή την επέκταση της διάρκειας ζωής της μονάδας αυξάνοντας την ενεργειακή πυκνότητα. Το πεδίο κεραμικού υλικού πρέπει να κάνει ανακαλύψεις σε θερμικές και μηχανικές ιδιότητες μέσω νέων ερευνών και ανάπτυξης, οι οποίες μπορεί να αλλάξουν το πρότυπο της βιομηχανίας.
2.
Ο χαλκός αναγνωρίζεται ως ένα ιδανικό υλικό για την μεταλλοποίηση του κεραμικού υποστρώματος λόγω της εξαιρετικής ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας του. Απαιτήσεις όπως η συνεχώς βελτιωμένη ενεργειακή πυκνότητα, η τρέχουσα - ικανότητα μεταφοράς και η αξιοπιστία έχουν οδηγήσει στην ευρεία εφαρμογή των υλικών χαλκού στην αγορά. Εκτός αυτού, ο χαλκός έχει πλεονεκτήματα όπως η εύκολη διαθεσιμότητα πρώτων υλών, η σχετικά χαμηλή τιμή και η ανθεκτικότητα.
Συνήθως, το πάχος του χαλκού κυμαίνεται από 127 μικρά έως 800 μικρά. Ωστόσο, οι κατασκευαστές μονάδων προσπαθούν να προωθήσουν τα όρια των τεχνολογιών ημιαγωγών και συσκευασίας, με στόχο την περαιτέρω αύξηση της ισχύος εξόδου στην υπάρχουσα ή μικρότερη περιοχή. Το τελικό αποτέλεσμα θα είναι η ανάπτυξη υποστρωμάτων με πάχος στρώματος χαλκού μεγαλύτερο από 1 χιλιοστό.
Δεδομένων των ισοτροπικών χαρακτηριστικών τέτοιων υλικών, η υγρή χημική χάραξη δεν είναι πλέον κατάλληλη για τη διαμόρφωση παχιά στρώματα χαλκού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτή η μέθοδος θα διευρύνει τις αυλακώσεις μεταξύ των αγωγών χαλκού, ενώ οι πελάτες πρέπει να περιορίσουν τις αυλακώσεις για να μειώσουν την κατεχόμενη περιοχή της μονάδας. Ως εκ τούτου, πρέπει να αναπτυχθούν τεχνολογίες επεξεργασίας ειδικής δομής για να περιορίσουν τα κενά, να δημιουργήσουν κατακόρυφες πλευρικές άκρες και να επιτευχθούν το μικρότερο δυνατό πλάτος αυλάκωσης.
3. Ενσωμάτωση
Σε γενικές γραμμές, η ολοκλήρωση προσφέρει τη δυνατότητα μεγιστοποίησης των πλεονεκτημάτων της αλυσίδας αξίας ηλεκτρονικών ειδών ισχύος. Εφόσον το υπόστρωμα, η πλάκα βάσης και η πλάκα βάσης διαρροής μπορεί να συνδυαστούν έξυπνα σε ένα συστατικό, η διάχυση της θερμότητας, η αξιοπιστία και η αποτελεσματικότητα του κόστους μπορούν να βελτιωθούν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τόσο οι κατασκευαστές μονάδων όσο και οι χρήστες θέλουν να μειώσουν τον αριθμό των βημάτων συναρμολόγησης και των στρωμάτων σύνδεσης. Όταν το υπόστρωμα είναι ενσωματωμένο και συνδεδεμένο με ένα άκαμπτο busbar (ή εύκαμπτο πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων), η παρασιτική επαγωγή στην πύλη και οι βρόχοι μεταγωγής μπορούν να μειωθούν σημαντικά. Ακόμη και παθητικά στοιχεία όπως πυκνωτές ή ολόκληρο το σύστημα ψύξης μπορούν να ενσωματωθούν στο υπόστρωμα.
Ωστόσο, η ολοκλήρωση συνήθως συνεπάγεται μια μετατόπιση του τρόπου σκέψης. Όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός ολοκλήρωσης, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κάτω από την ίδια απώλεια παραγωγής, το κόστος διάλυσης γίνεται πιο σημαντικό. Επιπλέον, δεν θα λειτουργήσει κάθε ενσωμάτωση. Για να διαμορφώσουμε την καλύτερη στρατηγική, απαιτείται διεξοδική ανάλυση της διαδικασίας και της αλυσίδας αξίας.
