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    電力電子模塊，例如轉換器和逆變器系統，已廣泛應用于交通運輸，包括電動汽車、飛機和高速鐵路。通常，功率模塊簡單地由五個主要部件組成：導線、半導體器件、接頭、基板和散熱器。隨著碳化硅和氮化鎵等寬帶隙（WBG）半導體器件的使用越來越多，這為開發具有更高功率密度、極端環境下的高可靠性和更高性能的電力電子系統提供了巨大的機遇。

集成高溫工作功率器件的開發允許在高溫（>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（CTE）不匹配，電力電子模塊中會出現較大的熱應力，從而導致其高溫應用的可靠性問題。

為了散發導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體管芯和散熱器之間，并將半導體中產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，因其良好的導熱性、低電阻和高絕緣電壓而被認為是最有前途的電力電子模塊基板。優勢來自DBA/AMB陶瓷基板的金屬、陶瓷、金屬夾層結構。DBA/AMB基本上都有一個陶瓷絕緣板，由鋁等材料組成AIN和Si3N4。絕緣板的兩側均由鋁（AI）或銅金（Cu）屬化，以用作導熱和導電層。這種金屬層不僅可以提高導熱性，而且可以在絕緣板上形成電路。

然而，DBA/AMB基板的夾層結構也會導致高溫下夾層結構中金屬和陶瓷之間的，CTE差異引起的大量熱機械應力。重復的熱機械應力最終導致DBA/AMB陶瓷基板的斷裂，DBA/AMB陶瓷基板在高溫下的熱機械應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制造的鎳金屬化——電鍍鎳電鍍和化學鎳磷電鍍——通常作為金屬化層鍍在DBA/AMB陶瓷基板的表面上，以保護銅和銅的氧化。 

鋁此外，電鍍Ni鍍層和化學鍍Ni-P鍍層也具有不同的機械性能。Ni電鍍具有良好的延展性和較高的抗拉強度，而化學鍍Ni-P涂層具有良好的硬度和簡單的制造工藝，因為其化學還原過程無需電連接。

在所調查的案例中，DBA/AMB陶瓷基板由各種材料設計組成，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制造的：電鍍鎳鍍層和化學鍍鎳磷鍍層。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使用壽命。因此，DBA/AMB陶瓷基板的材料設計成為一個重要問題，因為它決定了它們在電力電子模塊中的熱循環可靠性。然而，很少有人研究具有各種陶瓷的鍍鎳DBA/AMB陶瓷基板的熱循環可靠性。