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Desenvolvimento de módulos semicondutores de alta potência com substrato de nitreto de alumínio

Processo: 06/51856-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de outubro de 2007 - 30 de setembro de 2008
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:André Luiz Molisani
Beneficiário:André Luiz Molisani
Empresa:Isoermética Isoladores Herméticos Ltda
Município: São Paulo
Bolsa(s) vinculada(s):06/57082-5 - Aegis Semicondutores Ltda, BP.PIPE
Assunto(s):Nitreto de alumínio  Materiais cerâmicos  Semicondutores 

Resumo

Atualmente, a alumina com DBC (Direct Bonding Copper) é a mais usada como substrato para dispositivos eletrônicos de alta potência. Porém, a sua baixa condutividade térmica e o alto coeficiente de expansão térmica (CET) em relação ao Si limitam a sua aplicação na fabricação de dispositivos com potências mais elevadas. O nitreto de alumínio (AlN) é uma nova cerâmica avançada que apresenta, além das boas propriedades elétricas, elevada condutividade térmica (acima de 5x à da alumina) e CET próximo ao do Si. Recentemente, iniciou-se no exterior a produção de módulos semicondutores de alta potência com substrato de AlN. O objetivo deste projeto é desenvolver este tipo de dispositivo eletrônico. Porém, não há produção de pó e nem de cerâmica de AlN no país. A importação destes produtos aumenta de forma significativa os custos de fabricação. Com o intuito de reduzir ao máximo estes custos, na Fase I será verificada a viabilidade técnica de se realizar: i) produção de pó de AIN pela rota de redução carbotérmica/nitretação do pó de alumina; ii) produção de substratos de AlN pela técnica de tape casting; iii) sinterização de AlN a 1700°C ou abaixo, que viabilizaráutilizar forno com resistência de MoSi2; e iv) metalização com placa de cobre (DBC) sobre AlN. A Fase I será realizada com equipamentos laboratoriais e os resultados serão utilizados para o projeto dos fomos e dos equipamentos necessários para implementação da rota de processamento de substrato de AlN com DBC. Este projeto será realizado em conjunto com a USP e o IPT, que apresentam, além de conhecimentos relativos à cerâmica de AlN, infraestrutura laboratorial de processamento e caracterização de materiais cerâmicos avançados, que auxiliarão na realização dos desenvolvimentos propostos (AU)