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新聞資訊

用于高功率和高溫應(yīng)用的陶瓷基板評(píng)估性

 時(shí)間:2022-07-30     瀏覽:1771     分享

具有薄膜和厚膜導(dǎo)體跡線(xiàn)的陶瓷基板廣泛應(yīng)用于微電子封裝中以進(jìn)行高溫操作,在封裝中的最大電流可能為數(shù)百安培的高功率應(yīng)用中,通常需要更厚的導(dǎo)電跡線(xiàn)。對(duì)于此類(lèi)應(yīng)用,直接鍵合銅(DBC)、直接鍵合鋁(DBA)或活性金屬鍵合(AMB)基板是很好的選擇。這些基板提供低電阻和高載流量,從而能夠設(shè)計(jì)用于高溫操作的高功率電路。

 

在這些基材中最常見(jiàn)的失效模式是金屬層與陶瓷的分層,陶瓷基板的壽命會(huì)因處理?xiàng)l件(例如最高溫處理溫度)和基板暴露于的處理氣體而顯著降低。還表明,陶瓷中裂紋的擴(kuò)展可以通過(guò)沿邊緣和角落的金屬層凹陷來(lái)減少。

 

為了評(píng)估這些類(lèi)型的陶瓷基板在電力應(yīng)用中的有效性,具有各種金屬厚度和陶瓷成分組合的基板(氧化鋁和氮化鋁)評(píng)估分層作為熱沖擊循環(huán)的函數(shù)。這些樣品包括凹坑和非凹坑金屬化,樣品在-40℃和200℃之間進(jìn)行熱循環(huán)。

 

此外,微觀(guān)和宏觀(guān)裂紋和分層通常是由于熱循環(huán)期間銅和陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)之間的不匹配造成的。通過(guò)在低溫下進(jìn)行沉積工藝可以避免固有缺陷,例如金屬和陶瓷基板之間界面處的空隙。在這些工藝中,濕法沉積,如化學(xué)沉積和電沉積,具有成本效益、簡(jiǎn)單、相對(duì)較低的處理溫度、在大型或非平坦基板上的薄膜均勻性以及減少,由不匹配造成的應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)。

 

   這些陶瓷基板中的一些熱循環(huán)之前暴露于340℃的合成氣體以模擬工藝條件,進(jìn)行樣本隨機(jī)化以提供具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的數(shù)據(jù)。在一定的數(shù)量哦熱循環(huán)后,觀(guān)察到分層裂紋在基板中成核并擴(kuò)展。本文主要介紹了這些陶瓷基板的可靠性與熱沖擊循環(huán)有關(guān)的數(shù)據(jù),以及通常觀(guān)察到的失效機(jī)制,進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬以了解導(dǎo)致分層裂縫的條件。