Коллеги, проектируем силовой модуль на IGBT-транзисторах для частотного преобразователя. Встал вопрос выбора металлокерамической подложки: DCB на Al2O3 или AMB на Si3N4. Понимаю, что нитрид кремния дороже, но слышал, что он значительно надежнее при термоциклировании. Насколько критична разница в реальных условиях работы с частыми пусками и нагревами до 125°C? Есть ли практический опыт эксплуатации обеих технологий в аналогичных условиях?

Вопрос выбора подложки для силовых модулей — один из ключевых для надежности. Разница в ресурсе при термоциклировании действительно колоссальная. DCB на Al2O3 — это классическое и экономичное решение. Однако из-за разницы коэффициентов теплового расширения (КТР) между медью (16,5×10^-6 1/К) и керамикой (6,8×10^-6 1/К) при циклах нагрева-охлаждения возникают сдвиговые напряжения, которые со временем приводят к отслоению меди и усталостным трещинам в паяных швах. В наших испытаниях при 3000 циклов термошока (-55…+150°C) подложки на Al2O3 начинали деградировать. AMB на Si3N4 показывает значительно лучшие результаты — его КТР близок к кремнию (около 2,6×10^-6 1/К), а прочность на изгиб в 2 раза выше. Это дает ресурс по термоциклированию, превышающий DCB более чем в 10 раз. Хотя AMB дороже, для ответственных применений с частыми и жесткими тепловыми циклами (тяговый привод, возобновляемая энергетика) он окупается за счет надежности. Подробный инженерный расчет термомеханических напряжений для обеих технологий приведен в статье sveto-copy.com/podlozhki-silovyh-modulej...henij-dcb-i-amb.html