冷气喷涂铜颗粒与氮化铝基板在功率电子封装中的结合机制

Bonding Mechanism of Cold Gas-Sprayed Copper Particles Onto Aluminum Nitride Substrates for Power Electronics Packaging

Margie Guerrero-Fernandez · Ozan Ozdemir · Zhu Ning · Paul Allison 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月

本研究探讨了冷喷涂（CGS）铜（Cu）颗粒与氮化铝（AlN）基底之间的结合机制。成功沉积了厚度为300微米的铜涂层，并采用电子背散射衍射（EBSD）技术对其进行表征，揭示了铜涂层主体与铜/氮化铝界面之间的微观结构演变差异。铜/氮化铝界面呈现出更细小、均匀的晶粒，并有动态再结晶的迹象，而涂层远端部分则呈现出较大、不均匀的晶粒，且晶内应变较高。图像质量（IQ）图和晶粒取向差分析证实，铜/氮化铝界面处的应变较低，这与较小的显微硬度读数相关，表明存在再结晶现象。颗粒冲击的有限元模拟显示，存在较大的塑性变...

解读: 从阳光电源功率电子封装技术的战略视角来看，这项冷气喷涂铜-氮化铝基板键合技术具有显著的应用价值。该技术直接针对我们光伏逆变器和储能变流器中IGBT、SiC等功率模块封装的核心痛点。 **技术价值分析**：氮化铝陶瓷基板因其优异的导热性能（150-200 W/m·K）和电绝缘性，是高功率密度逆变器的...