新能源汽車功率模塊的“散熱神器”——AMB基板

一、引言

新能源汽車以其零排放、低噪音、高效率等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為傳統(tǒng)燃油汽車的有力替代品。功率模塊是新能源汽車電機(jī)控制器、充電樁等核心部件的重要組成部分，其負(fù)責(zé)電能的轉(zhuǎn)換與控制，是實(shí)現(xiàn)高效能量管理的關(guān)鍵。然而，功率模塊在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果散熱不良，將會(huì)導(dǎo)致模塊性能下降甚至損壞。因此，尋找一種具有高散熱性能的基板材料，對(duì)于提升功率模塊的可靠性和壽命具有重要意義。AMB基板正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，并憑借其優(yōu)異的散熱性能和機(jī)械強(qiáng)度，在新能源汽車功率模塊中得到了廣泛應(yīng)用。

二、AMB基板的基本原理與制備工藝

AMB基板是一種采用活性金屬焊接技術(shù)將高熱導(dǎo)率的陶瓷材料與金屬基板連接在一起形成的復(fù)合基板。其基本原理是利用活性金屬（如鈦、鋯等）與陶瓷材料（如氧化鋁、氮化鋁等）在高溫下的化學(xué)反應(yīng)，形成強(qiáng)固的冶金結(jié)合界面，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬之間的高強(qiáng)度連接。通過(guò)這種連接方式，AMB基板既保留了陶瓷材料的高熱導(dǎo)率、低膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，又具備了金屬材料的良好機(jī)械加工性能和電氣性能。

AMB基板的制備工藝主要包括陶瓷基板制備、金屬化層制備、活性金屬焊接以及后處理等步驟。其中，陶瓷基板的制備是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其質(zhì)量直接影響到最終AMB基板的性能。目前常用的陶瓷基板制備方法有注漿成型、流延成型、干壓成型等。金屬化層的制備則是通過(guò)在陶瓷基板表面涂覆或沉積一層金屬薄膜，以便與后續(xù)的金屬基板進(jìn)行焊接?；钚越饘俸附邮茿MB基板制備的核心步驟，它決定了陶瓷與金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度。后處理主要包括切割、研磨、拋光等工序，以獲得符合要求的AMB基板尺寸和表面質(zhì)量。

三、AMB基板在新能源汽車功率模塊中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高散熱性能：AMB基板采用的陶瓷材料具有高熱導(dǎo)率，能夠迅速將功率模塊產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至金屬基板，并通過(guò)金屬基板的散熱結(jié)構(gòu)將熱量散發(fā)出去，從而有效降低功率模塊的工作溫度，提高其可靠性和壽命。

良好的機(jī)械強(qiáng)度：由于陶瓷材料與金屬基板之間形成了強(qiáng)固的冶金結(jié)合界面，使得AMB基板具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性能，能夠滿足新能源汽車在復(fù)雜工況下的使用要求。

優(yōu)異的電氣性能：AMB基板的金屬化層具有良好的導(dǎo)電性能，能夠有效降低功率模塊的電氣損耗，提高其工作效率。同時(shí)，陶瓷材料的絕緣性能也保證了功率模塊的安全性。

易于集成和模塊化設(shè)計(jì)：AMB基板具有良好的可加工性和可焊接性，便于實(shí)現(xiàn)功率模塊的集成化和模塊化設(shè)計(jì)，從而簡(jiǎn)化整車的生產(chǎn)流程和維護(hù)成本。

四、當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

盡管AMB基板在新能源汽車功率模塊中具有廣泛的應(yīng)用前景，但仍面臨一些挑戰(zhàn)需要解決。首先，AMB基板的制備成本相對(duì)較高，限制了其在低端市場(chǎng)的應(yīng)用。其次，陶瓷材料與金屬材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，可能導(dǎo)致在高溫下產(chǎn)生熱應(yīng)力，影響基板的可靠性。此外，活性金屬焊接工藝的控制難度較大，需要精確控制焊接溫度和時(shí)間等參數(shù)以獲得良好的焊接質(zhì)量。

針對(duì)以上挑戰(zhàn)，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)可能包括以下幾個(gè)方面：一是通過(guò)改進(jìn)制備工藝和降低原材料成本來(lái)降低AMB基板的制造成本；二是研究新型陶瓷材料和金屬材料以減小熱膨脹系數(shù)差異；三是開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的活性金屬焊接技術(shù)以提高焊接質(zhì)量和效率；四是探索AMB基板在其他領(lǐng)域的應(yīng)用可能性以拓展其市場(chǎng)空間。

五、結(jié)論與展望

綜上所述，AMB基板作為一種先進(jìn)的散熱基板技術(shù)，在新能源汽車功率模塊中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)不斷改進(jìn)制備工藝、降低成本、提高可靠性等方面的努力，相信未來(lái)AMB基板將在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。