QPT, uma empresa líder em eletrônica de potência, recentemente registrou uma patente para um método inovador de fixação de chips conhecido como qAttach. Essa técnica tem como objetivo melhorar a dissipação de calor e a confiabilidade no empacotamento de eletrônicos de potência, abordando desafios críticos em aplicações de semicondutores de alta potência.

À medida que os transistores de potência lidam com quantidades crescentes de energia, a remoção eficaz de calor se torna fundamental para manter o desempenho e evitar o superaquecimento. Métodos tradicionais de fixação geralmente utilizam camadas de sinterização entre 30 e 60 mícrons de espessura, o que pode impedir a transferência térmica do chip para o substrato. O processo qAttach da QPT reduz significativamente a espessura dessa camada de fixação para potencialmente menos de um mícron, facilitando assim uma condução de calor mais eficiente para longe do chip.

Rob Gwynne, Diretor de Tecnologia da QPT, explicou: "O problema com a abordagem atual de fixação é que a camada de sinterização, que fixa o chip ao substrato, geralmente tem entre 30 e 60 mícrons de espessura e isso forma uma barreira térmica que impede a transferência de calor para longe do chip. Utilizamos tecnologias confiáveis e bem estabelecidas de outros campos de forma inovadora para criar a camada de fixação qAttach, que pode ter uma espessura de apenas uma fração de mícron. Essa grande redução na espessura da barreira térmica significa que nossa solução é até dez vezes melhor na transferência de calor residual para longe do chip. À medida que refinamos o processo, esperamos taxas de transmissão térmica ainda melhores através dessa camada."

O processo qAttach é particularmente benéfico para transistores de Nitreto de Gálio (GaN), que estão sendo cada vez mais utilizados em aplicações de alta voltagem devido à sua eficiência e operação em alta frequência. No entanto, o tamanho relativamente pequeno do chip dos transistores de GaN de alta voltagem apresenta desafios na dissipação de calor. Ao implementar o qAttach, mais calor pode ser removido eficientemente do chip, permitindo que os transistores de GaN operem em níveis de potência mais altos sem o risco de superaquecimento. Esse avanço abre novas possibilidades para a tecnologia de GaN em aplicações automotivas, controle de motores industriais e outras aplicações de alta potência e alta voltagem.

A estrutura de empacotamento inovadora da QPT envolve uma configuração de sanduíche composta por um dissipador de calor, substrato, camada qAttach, chip, outra camada qAttach, substrato e dissipador de calor, com a placa de circuito impresso (PCI) envolvendo a estrutura nas laterais. Esse design permite uma transferência de calor rápida através das camadas qAttach ultrafinas, melhorando o gerenciamento térmico geral e a confiabilidade dos componentes eletrônicos.

Em resumo, o desenvolvimento do processo qAttach pela QPT representa um avanço significativo no empacotamento de eletrônicos de potência. Ao melhorar substancialmente a remoção de calor e a confiabilidade, essa inovação abre caminho para sistemas eletrônicos de alta potência mais eficientes e robustos, especialmente aqueles que utilizam transistores de GaN em aplicações exigentes.