지난달 보스턴에서 열린 IMAPS 전시회에서 임세 페이와 저는 3D InCites의 프랑소와즈 폰 트랩과 e-모빌리티 및 전기차와 관련된 특정 과제를 해결하기 위한 소재에 대해 이야기를 나눌 기회를 가졌습니다. 특히 인버터 어셈블리에 사용되는 전력 모듈 내 다이 어태치먼트에 사용되는 압력 은 소결 및 전기 자동차 애플리케이션에서의 사용에 대해 집중적으로 논의했습니다. 팟캐스트 에피소드는 이 링크를 통해 3D InCites 웹사이트에서 확인할 수 있습니다.
https://www.buzzsprout.com/1731672/11613361
E-모빌리티는 흥미진진하고 빠르게 성장하는 시장입니다. 많은 신차 제조업체들이 현재와 향후 몇 년 내에 전기차를 출시할 예정입니다. 또한, 오랜 전통을 자랑하는 많은 내연기관 자동차 제조업체들도 전기 자동차의 미래를 선언했습니다. 배터리 전기 자동차의 광범위한 보급을 가로막는 잠재적 장애물 중 하나는 주행거리 불안, 즉 주행 중 배터리가 방전되는 것에 대한 두려움과 재충전에 걸리는 시간입니다. 배터리 전기 자동차에서 배터리에서 직류 전압을 끌어와 교류 전압으로 변환하여 차량을 추진하는 모터를 구동하는 것은 인버터입니다. 전력 모듈 패키징 및 조립은 이 새로운 애플리케이션의 요구 사항에 맞게 진화하고 있습니다. 열 전도성이 높고 성능 손실 없이 더 높은 온도에서 작동할 수 있어(냉각이 덜 필요함) 기존 Si IGBT를 대체하는 SiC MOSFET과 같은 와이드 밴드 갭 반도체 디바이스가 등장하고 있습니다. 이러한 디바이스는 동일한 크기에서 더 높은 전력 출력을 제공하거나 비슷한 전력 정격에서 더 작은 풋프린트를 차지할 수 있습니다. 또한 더 빠른 스위칭 장치이므로 효율성과 충전 속도가 더 빠릅니다.
그림 1 - EV 인버터 애플리케이션용 소결 전력 모듈 예시
SiC MOSFET의 모든 이점을 실현하려면 다이 접착 재료도 시스템의 요구 사항을 충족해야 하는데, 바로 이 점에서 압력 소결 은이 필요합니다. 압력 은 소결 다이 접착은 일반적으로 약 250°C의 온도에서 이루어집니다. 하지만 은의 용융 온도는 961°C로 솔더의 용융점보다 훨씬 높은 작동 온도에서도 문제없이 처리할 수 있습니다. 또한 압력 소결 인터커넥트는 땜납에 비해 열 및 전기 전도도가 더 높습니다. 이러한 특성 덕분에 은 소결 다이-부착 인터커넥트는 솔더보다 효율적이고 열 방출에 효과적이며 신뢰성이 높습니다.
InFORCE™MF는 고전력 모듈 애플리케이션의 다이 접착을 위한 새로운 압력 은 소결 페이스트입니다. 이 소재를 위해 취한 접근 방식은 금속 함량이 90% 이상으로 매우 높고 유기물이 적으며 인쇄에 최적화된 배합을 가진 페이스트를 만드는 것입니다. 이를 통해 우수한 인쇄, 빠른 사전 건조, 소결 중 재료 손실 감소, 일관된 본드라인 두께 등 여러 가지 공정 관련 이점을 제공합니다. 유기물 함량이 적다는 것은 소결 후 목표 두께를 달성하기 위해 더 적은 양의 재료를 도포해야 한다는 것을 의미하며, 원래의 침전물이 더 적게 연소됩니다. 아래 차트는 중량 기준 금속 부하 %와 부피 기준 유기물 함량 간의 대략적인 관계를 보여줍니다.
그림 2 - 중량 기준 Ag 금속 부하 %와 부피 기준 "비-Ag 함량" 비교
인디엄 코퍼레이션은 압력 및 무압 애플리케이션을 위한 다양한 은 및 구리 신터 페이스트를 보유하고 있습니다. 소결 및 Indium Corporation의 소결 재료에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 언제든지 [email protected] 으로 문의해 주세요.
