Una revisión de los nuevos materiales de fijación de matrices para aplicaciones electrónicas de potencia WBG a alta...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería eléctrica
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• La electrónica de potencia de semiconductores de banda ancha (WBG) de tercera generación ofrece un rendimiento superior.
• El embalaje a alta temperatura sigue siendo un cuello de botella importante para las aplicaciones de dispositivos WBG.
• Los métodos de enlace a baja temperatura existentes, como el enlace de fase líquida transitoria (TLP), el sinterización de fase líquida transitoria (TLPS) y el sinterización de nanopartículas, presentan desafíos.

Objetivo del estudio:

• Revisar y comparar nuevos enfoques de capa intermedia y de nanopartículas para el envasado de semiconductores WBG a alta temperatura.
• Identificar soluciones para las limitaciones de las técnicas actuales de unión a baja temperatura.
• Evaluar la preparación, los procesos de unión y las propiedades conjuntas de los materiales de embalaje avanzados.

Principales métodos:

• Comparación de varias nuevas estrategias de enlace basadas en capas y nanopartículas.
• Análisis de técnicas que incluyen espuma de Cu recubierta de Sn preformada (CF@Sn), capas intermedias de nanocompuestos Cu-Sn y diferentes pastas de nanopartículas de Cu.
• Evaluación de películas y pastas compuestas libres de nanopartículas orgánicas con alta conductividad térmica y bajo coeficiente de expansión térmica (CTE).

Principales resultados:

• Varios métodos avanzados, incluidos los nanocompuestos CF@Sn, Cu-Sn y las pastas de nanopartículas especializadas, se presentan como posibles soluciones.
• Estos enfoques tienen como objetivo mitigar problemas como largos tiempos de enlace, formación de vacíos, oxidación y residuos orgánicos.
• El documento compara la preparación, la unión y las propiedades conjuntas de estos materiales innovadores.

Conclusiones:

• Las nuevas capas intermedias y las estrategias avanzadas de nanopartículas ofrecen vías viables para superar las limitaciones actuales en los envases de semiconductores WBG de alta temperatura.
• Estas técnicas tienen el potencial de mejorar la fiabilidad y el rendimiento de las juntas a temperaturas de unión más bajas.
• La investigación y el desarrollo adicionales en estas áreas son cruciales para el avance de las aplicaciones de electrónica de potencia del WBG.