Funcionamiento de la nueva tecnología
La nueva estructura de QPT en la figura 2 es un sándwich de disipador de calor, sustrato, capa qAttach, troquel, capa qAttach, sustrato y disipador de calor con la PCB rodeando la estructura por los lados.
Debido a que la capa qAttach es ultradelgada, el calor se puede transferir a través y fuera mucho más rápido, además de que esto también puede suceder desde la parte superior del troquel para aumentar la tasa total de eliminación de calor hasta 15 veces.
Llamada qAttach, esta tecnología tiene otras mejoras con respecto al proceso de sinterización actual. En primer lugar, el sustrato puede ser mucho más delgado, ya que no se requiere la aplicación de la gran fuerza necesaria para la sinterización. El sustrato más delgado reduce significativamente la resistencia térmica para ayudar aún más a la transferencia de calor al disipador de calor.
En segundo lugar, la menor presión requerida para este proceso significa que las tensiones de fabricación en los troqueles son menores. Esto reduce la posibilidad de que se produzca un fallo del dispositivo, lo que será de especial interés para las empresas automotrices donde la fiabilidad es clave.
En tercer lugar, la capa ultrafina qAttach no es una lámina laminar. Tiene una geometría patentada que restringe la expansión predominantemente en el eje Z, que es perpendicular a la capa qAttach, cuando se calienta, por lo que no se produce la delaminación de la capa de fijación del troquel y el sustrato, lo cual es un problema importante con los métodos de fijación actuales.
Esto se debe a que la lámina convencional y continua del enfoque sinterizado tiene aproximadamente siete veces la expansión térmica de la matriz y aproximadamente tres veces la del sustrato de AlN. Estas diferentes tasas de expansión crean tensiones considerables a lo largo de una matriz de potencia grande que pueden hacer que la estructura se desgarre cuando se calienta.
Dicha delaminación es la mayor causa de fallos en los paquetes de energía, por lo que este nuevo enfoque mejora aún más la fiabilidad del dispositivo ensamblado.
Comentarios de los actores
Gwynne concluyó: «Nuestro nuevo proceso qAttach es una solución universal para resolver el creciente problema de la eliminación del calor residual que, de otro modo, frenaría el desarrollo de la electrónica de potencia de próxima generación. La capacidad de qAttach para mejorar la transferencia de calor lejos de la matriz hasta 15 veces también se puede utilizar para resolver la eliminación de calor residual de casi cualquier otro tipo de transistores, como el carburo de silicio (SiC), para permitirles manejar cargas de potencia más altas de las que pueden en la actualidad. Ya tenemos un par de multinacionales líderes interesadas en licenciar este proceso, ya que pueden ver los beneficios estratégicos que esta innovación aportaría a sus líneas de productos”.
