Con la nueva tecnología qAttach, revoluciona los envases de electrónica de potencia con una eliminación de calor hasta 15 veces mejor y una mayor fiabilidad.
La industria de la electrónica de potencia se enfrenta a un problema en el que, a medida que aumenta la potencia manejada por los transistores para satisfacer las necesidades de las nuevas aplicaciones, el embalaje tendrá cada vez más dificultades para eliminar el calor residual de la matriz.
Para solucionar esto, QPT, la innovadora empresa de electrónica de potencia acaba de presentar una patente de tecnología para una nueva forma de unir matrices a los difusores de calor o sustratos que suelen ser nitruro de aluminio (AlN), al que llama qAttach.
Esto proporciona una manera mucho mejor de conducir el calor lejos de la matriz y también aumenta la confiabilidad, ya que el proceso de ensamblaje ejerce menos presión sobre los sustratos, que es uno de los mayores desafíos que enfrenta la industria del empaquetado de semiconductores de alta potencia.
Así, se resuelve el importante problema de la eliminación del calor residual en la electrónica de potencia con un novedoso proceso de fijación de troqueles.
Tecnología para el nuevo proceso
QPT desarrolló este nuevo proceso qAttach para su uso con los transistores de nitruro de galio (GaN) que utiliza en sus diseños de control de motores eléctricos para permitirles manejar las enormes cantidades de calor residual que resultan de su uso para aplicaciones de alta potencia, alto voltaje y alta frecuencia.
Ahora se están fabricando transistores de GaN que están clasificados para altos voltajes, pero el tamaño de la matriz es relativamente pequeño para los transistores de alto voltaje, lo que significa que hay menos área de superficie para eliminar el calor.
Como resultado, a menudo se reducen para que puedan funcionar sin sobrecalentarse. qAttach resuelve este problema, ya que ahora se puede eliminar significativamente más calor de la matriz de manera eficiente para que no se sobrecaliente.
Esto abre el GaN para que ahora se utilice de manera eficiente para la próxima generación de aplicaciones de alta potencia y alto voltaje en motores automotrices e industriales y para finalmente cumplir la promesa de transistores de GaN de alto voltaje y bajo costo.
Rob Gwynne, CTO de QPT, dijo: «El problema con el enfoque actual de fijación es que la capa de sinterización, que fija el troquel al sustrato, suele tener un grosor de 30 a 60 micras y esto forma una barrera térmica que impide la transferencia de calor lejos del chip. Utilizamos tecnologías fiables y bien establecidas de otros campos de una manera novedosa que nos permite crear la capa de fijación qAttach que tiene un grosor potencial de hasta una fracción de micra. Esta importante reducción en el espesor de la barrera térmica significa que nuestra solución es hasta diez veces mejor para transferir el calor residual fuera del chip. A medida que refinamos el proceso, esperamos tasas de transmisión térmica aún mejores a través de esta capa”.
Gwynne explicó que, con el enfoque convencional, el calor de la matriz tiene que pasar a través de la gruesa capa de sinterización al sustrato para ser disipado a través del disipador de calor, como se muestra en la figura 1. La placa de circuito impreso está conectada a la parte superior (y alrededor del difusor de calor en paquetes integrados), por lo que hay poca disipación de calor de esa manera.