Chỉ tháng trước tại triển lãm IMAPS ở Boston, Sze Pei Lim và tôi đã có cơ hội trò chuyện với Francoise von Trapp từ 3D InCites để thảo luận về các vật liệu nhằm giải quyết một số thách thức liên quan đến xe điện và xe điện. Cuộc thảo luận của chúng tôi tập trung nhiều vào thiêu kết bạc áp suất và việc sử dụng nó trong các ứng dụng xe điện, cụ thể là để gắn khuôn trong các mô-đun nguồn được sử dụng trong cụm biến tần. Tập podcast có thể được tìm thấy trên trang web 3D InCites qua liên kết này.
https://www.buzzsprout.com/1731672/11613361
E-mobility là một thị trường thú vị và phát triển nhanh. Nhiều nhà sản xuất ô tô mới đang đưa xe điện ra thị trường hiện nay và trong những năm tới. Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất xe ICE lâu đời đã tuyên bố tương lai của họ sẽ là xe điện. Một rào cản tiềm ẩn (chơi chữ có chủ ý) đối với việc áp dụng rộng rãi xe điện chạy bằng pin là "lo lắng về phạm vi hoạt động", nỗi sợ hết pin giữa chừng và thời gian cần thiết để sạc lại xe. Trong xe điện chạy bằng pin, bộ biến tần lấy điện áp DC từ pin và chuyển đổi thành điện áp AC để điều khiển động cơ đẩy xe. Đóng gói và lắp ráp mô-đun nguồn đang phát triển để phù hợp với các yêu cầu của ứng dụng mới nổi này. Các thiết bị bán dẫn có khoảng cách băng thông rộng như SiC MOSFET đang thay thế IGBT Si truyền thống do chúng có độ dẫn nhiệt cao hơn và có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn mà không làm giảm hiệu suất (yêu cầu làm mát ít hơn). Các thiết bị này có khả năng tạo ra công suất đầu ra cao hơn cho cùng một kích thước hoặc diện tích nhỏ hơn cho các mức công suất tương tự. Chúng cũng là thiết bị chuyển mạch nhanh hơn, nghĩa là hiệu quả hơn và sạc nhanh hơn.
Hình 1 – Ví dụ về mô-đun nguồn thiêu kết cho ứng dụng biến tần EV
Để tận dụng hết lợi ích của SiC MOSFET, vật liệu gắn khuôn cũng cần đáp ứng được nhu cầu của hệ thống; đây chính là lúc bạc thiêu kết áp suất phát huy tác dụng. Bạc thiêu kết áp suất thường được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 250°C. Tuy nhiên, nhiệt độ nóng chảy của bạc là 961°C, nghĩa là nó có thể xử lý được nhiệt độ hoạt động cao hơn nhiều so với điểm nóng chảy của chất hàn mà không cần lo lắng. Một kết nối thiêu kết áp suất cũng có độ dẫn nhiệt và dẫn điện cao hơn so với chất hàn. Những đặc tính này làm cho kết nối thiêu kết bạc hiệu quả hơn, tản nhiệt hiệu quả hơn và đáng tin cậy hơn chất hàn.
InFORCE™MF là một loại bột nhão bạc áp suất mới dùng cho khuôn gắn trong các ứng dụng mô-đun công suất cao. Phương pháp tiếp cận được áp dụng cho vật liệu này là có một loại bột nhão có hàm lượng kim loại rất cao, >90% theo trọng lượng, hàm lượng chất hữu cơ thấp và công thức được tối ưu hóa để in. Điều này mang lại một số lợi ích liên quan đến quy trình như khả năng in tuyệt vời, sấy khô trước nhanh, ít mất vật liệu hơn trong quá trình thiêu kết và độ dày đường liên kết đồng nhất. Hàm lượng chất hữu cơ ít hơn có nghĩa là cần ít vật liệu hơn để đạt được độ dày mục tiêu sau khi thiêu kết vì ít lớp lắng đọng ban đầu bị đốt cháy hơn. Biểu đồ bên dưới cho thấy mối quan hệ gần đúng giữa tải trọng kim loại % theo trọng lượng và hàm lượng chất hữu cơ theo thể tích.
Hình 2 – Tải lượng kim loại Ag % theo trọng lượng so với “hàm lượng không phải Ag” theo thể tích
Indium Corporation có nhiều loại bột nhão thiêu kết bạc và đồng cho các ứng dụng chịu áp suất và không chịu áp suất. Nếu bạn muốn biết thêm về thiêu kết và vật liệu thiêu kết của Indium Corporation, vui lòng liên hệ với tôi theo địa chỉ [email protected]
