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AMB陶瓷基板应用介绍

61 2024-01-12
AMB陶瓷基板

在新能源汽车市场暴增刺激下,碳化硅模块上车的进程大幅超过市场预期,AMB陶瓷基板优异导热和抗弯性能已经成为SiC芯片最佳封装材料。根据市场研究机构的数据显示,全球AMB覆铜陶瓷基板市场规模从2016年的约10亿美元增长到2020年的约15亿美元,年复合增长率为7.5%左右。预计到2025年,全球AMB覆铜陶瓷基板市场规模将达到约20亿美元,年复合增长率为5.5%左右。


相较于主流的DBC工艺,AMB 陶瓷基板结合强度更高且更耐高温,目前高铁、新能源汽车、光伏等领域对于电压等级的要求逐步提升,AMB基板由于自身的稳定性以及耐高温属性较为契合高温、高电压工作环境,认为未来AMB基板将逐渐成为主流。


目前,全球范围内有能力量产AMB基板的公司较少,国内份额几乎被海外公司占据,全球巨头公司包括美国罗杰斯、德国亨利氏、KCC和部分日企,国内产能相对较少。但随着SiC上车提速,正促使上游SiC产业链企业加快发展,带动AMB受益获得快速发展。国内AMB基板企业瞄准市场,迅速入局,加速下游客户认证,积极扩产。


AMB陶瓷线路板是用活性金属钎焊浆料将铜箔真空钎焊到陶瓷板上,经过高精度蚀刻工艺制成。AMB陶瓷线路板具有可靠性高、载流量大、散热性能高、机械性忧等特点,是第三代半导体功率器件(IGBT、MOSFET等)关键封装材料。

AMB陶瓷覆铜板&AMB陶瓷线路板

应用领域&市场背景


陶瓷线路板按照工艺分为 DPC(直接电镀铜)、DBC(直接键合铜)、AMB(活性金属焊接)、LTCC(低温共烧陶瓷)、HTCC(高温共烧陶瓷)等类型。材料方面目前国内主流的陶瓷基板材料主要为氧化铝、氮化铝和氮化硅,其中氧化铝最为常见,其通常采用DBC覆铜工艺;氮化铝陶瓷基板导热效率较高,主要采用DBC和AMB工艺;氮化硅主要采用AMB工艺制作。

DBC、AMB 应用场景比较

随着第三代半导体的快速崛起,功率器件朝着集成化、小型化、高功率化等方向发展,对封装用线路板提出更高的需求。AMB陶瓷线路板因为其高可靠、高导热、高载流、高耐压等众多优点成为第三代半导体功率器件的首选封装材料。采用AMB工艺的氮化铝陶瓷线路板(AMB-AlN)主要用于高铁、高压变换器、直流送电等高压、高电流功率半导体中;采用AMB工艺的氮化硅陶瓷线路板(AMB-SiN)主要应用在电动汽车和混合动力车功率半导体中。

SiC MOSFET 封装模块剖面图

随着800V高压车型在未来几年内渗透率快速提升,新能源汽车将成为AMB陶瓷线路板最大应用场景,叠加轨道交通、工业、军工和光伏领域需求持续增长,预计2027年全球AMB线路板需求将达到90亿元左右,其中半数需求将来自中国大陆。


AMB陶瓷基板用Ag基粉体及其焊膏产品,产品具有氧含量低、纯净度高、球形度高的特点。

目前,全球范围内有能力量产AMB陶瓷线路板的公司较少,国内市场份额几乎都被美国、德国和日本的少数企业所垄断;国内有能力量产AMB陶瓷线路板的公司较少,有能力根据客户不同需求进行正向开发的公司更少。


AMB相关的多方面研究,在钎焊浆料研制、高精度蚀刻、表面状态处理、AMB核心装备等方面。

氮化硅陶瓷线路板

氮化铝陶瓷线路板


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