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    電力電子模塊，例如轉(zhuǎn)換器和逆變器系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸，包括電動(dòng)汽車、飛機(jī)和高速鐵路。通常，功率模塊簡(jiǎn)單地由五個(gè)主要部件組成：導(dǎo)線、半導(dǎo)體器件、接頭、基板和散熱器。隨著碳化硅和氮化鎵等寬帶隙（WBG）半導(dǎo)體器件的使用越來越多，這為開發(fā)具有更高功率密度、極端環(huán)境下的高可靠性和更高性能的電力電子系統(tǒng)提供了巨大的機(jī)遇。

集成高溫工作功率器件的開發(fā)允許在高溫（>250℃）下使用電力電子模塊，在這種情況下，由于多層的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，電力電子模塊中會(huì)出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致其高溫應(yīng)用的可靠性問題。

為了散發(fā)導(dǎo)致電力電子模塊故障的熱量，電力電子基板起著重要作用。功率電子陶瓷基板位于半導(dǎo)體管芯和散熱器之間，并將半導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量傳遞到冷卻板。直接粘合鋁（DBA）和活性金屬釬焊（AMB）陶瓷基板，因其良好的導(dǎo)熱性、低電阻和高絕緣電壓而被認(rèn)為是最有前途的電力電子模塊基板。優(yōu)勢(shì)來自DBA/AMB陶瓷基板的金屬、陶瓷、金屬夾層結(jié)構(gòu)。DBA/AMB基本上都有一個(gè)陶瓷絕緣板，由鋁等材料組成AIN和Si3N4。絕緣板的兩側(cè)均由鋁（AI）或銅金（Cu）屬化，以用作導(dǎo)熱和導(dǎo)電層。這種金屬層不僅可以提高導(dǎo)熱性，而且可以在絕緣板上形成電路。

然而，DBA/AMB基板的夾層結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致高溫下夾層結(jié)構(gòu)中金屬和陶瓷之間的，CTE差異引起的大量熱機(jī)械應(yīng)力。重復(fù)的熱機(jī)械應(yīng)力最終導(dǎo)致DBA/AMB陶瓷基板的斷裂，DBA/AMB陶瓷基板在高溫下的熱機(jī)械應(yīng)力取決于陶瓷和金屬部件的材料特性。此外，由兩種主要不同的工藝技術(shù)制造的鎳金屬化——電鍍鎳電鍍和化學(xué)鎳磷電鍍——通常作為金屬化層鍍?cè)?span style="font-size: 16px; font-family: Calibri; ">DBA/AMB陶瓷基板的表面上，以保護(hù)銅和銅的氧化。 

鋁此外，電鍍Ni鍍層和化學(xué)鍍Ni-P鍍層也具有不同的機(jī)械性能。Ni電鍍具有良好的延展性和較高的抗拉強(qiáng)度，而化學(xué)鍍Ni-P涂層具有良好的硬度和簡(jiǎn)單的制造工藝，因?yàn)槠浠瘜W(xué)還原過程無需電連接。

在所調(diào)查的案例中，DBA/AMB陶瓷基板由各種材料設(shè)計(jì)組成，包括三種陶瓷板和兩種金屬，如前所述。此外，鎳金屬化是通過兩種主要不同的工藝技術(shù)制造的：電鍍鎳鍍層和化學(xué)鍍鎳磷鍍層。DBA/AMB陶瓷基板以及鎳金屬化層的熱沖擊性能決定了電力電子模塊的整個(gè)使用壽命。因此，DBA/AMB陶瓷基板的材料設(shè)計(jì)成為一個(gè)重要問題，因?yàn)樗鼪Q定了它們?cè)陔娏﹄娮幽K中的熱循環(huán)可靠性。然而，很少有人研究具有各種陶瓷的鍍鎳DBA/AMB陶瓷基板的熱循環(huán)可靠性。