來自3D打印機的耐溫功率半導體

開姆尼茨理工大學電能轉換系統和驅動器教授職位的研究人員首次在3D打印用于控制電機的電力電子元件外殼方面取得了成功。在打印過程中，碳化硅芯片被放置在外殼上的指定點。

與該教授于2018年在漢諾威工業博覽會上首次展示的由鐵、銅和陶瓷制成的打印電機一樣，陶瓷和金屬漿料也用于外殼的3D打印。“這些是在印刷過程之后燒結在一起的——這就是它們與壓印芯片的特別之處，”電能轉換系統和驅動器教授的負責人RalfWerner教授說。陶瓷用作絕緣材料銅用于接觸場效應晶體管的柵極、漏極和源極區。“接觸通常邊長小于1毫米的柵極區域特別具有挑戰性，”電力電子學教授的負責人ThomasBasler博士補充道，他的團隊通過原型的初始功能測試支持該項目.

繼2017年在漢諾威工業博覽會上展出的開姆尼茨理工大學印刷的陶瓷絕緣線圈和印刷電機之后，現在還可以使用能夠承受300°C以上溫度的驅動組件。“對更耐溫的電力電子設備的需求是顯而易見的，因為傳統上，電力電子元件的外殼安裝在盡可能靠近發動機的地方，因此應該具有同樣的耐高溫性，”Werner教授說。

由幫助開發3D打印工藝的JohannesRudolph領導的一個研究小組在最近幾個月生產了幾個基于增材封裝的碳化硅功率半導體的原型。“除了出色的耐溫性外，這項技術還具有其他優勢，”魯道夫說。科學家們預計，芯片的兩側、平面和無焊料接觸將在負載循環次數方面延長使用壽命，并提高芯片的冷卻效果和可用性。“由于陶瓷與塑料相比具有更高的導熱性以及3D打印常見的設計自由度，因此很容易在外殼及其表面上實現特殊調整的冷卻幾何形狀，”Rudolph保證。此外，碳化硅芯片本身。