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IGBT器件用活性金属化焊接(AMB)陶瓷覆铜板 成功通过科技成果评价
时间:2021-11-08
 

2018年3月3日,依据《中华人民共和国科学技术进步法》《中华人民共和国促进科技成果转化法》《科学技术评价办法》《科技评估管理暂行办法》,中关村中企慧联先进制造产业技术联盟在北京组织召开由合肥圣达电子科技实业有限公司自主研发的IGBT器件用活性金属化焊接(AMB)陶瓷覆铜板科技成果评价会。

评价机构严格按照《科技成果评价试点暂行办法》的有关规定和要求,秉承客观、公正、独立的原则,聘请中国科学院院士、北京大学教授黄如任主任,国家集成电路产业投资基金总裁丁文武、国家工业信息安全发展研究中心研究员李新社、清华大学教授陈弘毅、全球能源互联网研究院总工温家良、中国科学院微电子研究所研究员刘新宇、北京工业大学研究员胡冬青6位同行专家,组成评价委员会,对该项科技成果进行了评价。评价委员会听取了项目完成单位的技术总结报告,对评价资料进行了审查,经严格质询和充分讨论形成了评价意见。

该项目属于IGBT领域,陶瓷覆铜板是IGBT用关键散热线路板,其由陶瓷和铜片组成,主要用于IGBT内部,起着散热、电路连接等关键作用,是IGBT器件除芯片外第二贵重材料,约占IGBT模块总售价的10-15%。随着氮化硅、砷化镓、碳化硅等宽禁带芯片的开发与商业化,IGBT模块系统集成度及芯片功率显著增加,器件散热、可靠性要求越来越高,常规直接覆铜板(DBC)已无法满足要求。近年来,国外采用活性金属化焊接(AMB)技术实现了氮化铝和氮化硅陶瓷与铜片的覆接。该技术制备的陶瓷覆铜板可靠性大幅提高,因此,AMB基板已成为新能源汽车、轨道交通、航空航天、风力发电等中高端IGBT主要散热电路板,如中车轨道交通机车以及日系、德系等新能源汽车几乎全部采用AMB基板。然而该技术涉及活性焊料制备、陶瓷基板制备、AMB基板制备等众多技术,技术门槛高、开发难度大,目前该技术仅被极少数国外企业所掌握,如日本Denka是全球最大的AMB基板生产商,市场占有率约为50%。国内仅有少量厂家可批量提供中低端的DBC基板,AlN-AMB、Si3N4-AMB尚处于开发阶段,国内几乎全部依赖进口,不仅进口难度大,采购成本高、采购周期长,甚至时不时受管制,禁止出口。这些严重制约了国内中高端IGBT器件的发展。

主要创新点:

1、打破国外技术垄断,制备了多种139mm×190mm大尺寸 AlN-AMB、 Si3N4-AMB基板,经安徽建苑质量检测有限公司检测,结果为孔洞率<0.5%,剥离强度超过20N/mm,温度循环次数符合要求。

2、创新的采用纳米Ag粉、微米级Cu粉及Ti粉制备出适合AMB基板的Ag-Cu-Ti活性焊料,降低了孔洞率和热阻。

3、研制出具有选择性蚀刻Ag、Ti的腐蚀液,解决了活性焊料层蚀刻均匀性和焊料残留难题。

产品经用户试用,测试结果满足合同指标要求,产品技术指标合格。该产品具有自主知识产权,技术水平达到国际先进,预期经济、社会效益显著,应用前景广阔。

评价委员会一致同意通过科技成果评价。建议:进一步加强该技术成果的市场推广力度,提高产品经济效益。

合肥圣达电子科技实业有限公司于1993年11月18日成立。法定代表人鲁加国,公司经营范围包括:金属外壳、陶瓷外壳、电子材料、元器件、电路、电子模块的研制、生产、贸易;技术咨询、技术服务、电子设备、仪器;自营和代理各类商品及技术的进出口业务(国家法律法规限定或禁止的商品和技术除外)等。