行業(yè)新聞|2024-04-25|admin
在功率半導(dǎo)體模塊的規(guī)劃和驗證中，關(guān)鍵材料AMB陶瓷基板的可靠性，是一項重要考慮因素。陶瓷覆銅板的可靠性，能夠表現(xiàn)為耐機械應(yīng)力和熱應(yīng)力的能力，通常用熱循環(huán)或熱沖擊測驗來表征。
陶瓷覆銅板可靠性的影響因素包含：原材料的物理特性（銅和陶瓷以及同它們直接的界面過渡層）、基板規(guī)劃、測驗條件、測驗標準等。
陶瓷基板在測驗或運用中失效的機理首要有以下幾種：
a. 陶瓷屬于脆性材料，在應(yīng)力條件下簡單發(fā)生疲憊開裂；
b. 由于銅和陶瓷的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配發(fā)生內(nèi)應(yīng)力；
c. 內(nèi)應(yīng)力首要會集在銅的邊際和陶瓷連接處；
d. 尖角防止圓角更簡單發(fā)生裂紋；
模塊在執(zhí)役過程中進行頻繁的開關(guān)而導(dǎo)致周期性的溫度變化，由于陶瓷基板中銅層和陶瓷層材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，基板內(nèi)上下銅層與中間陶瓷層之間彼此變形束縛而導(dǎo)致熱應(yīng)力的發(fā)生，長時刻工作條件下會進一步導(dǎo)致陶瓷層開裂、界面脫層等失效。為了測驗失效次數(shù)，了解失效機理，常選用熱沖擊或熱循環(huán)實驗。
TEMAK三箱式冷熱沖擊箱
因此，陶瓷基板可靠性測驗分為熱沖擊測驗和熱循環(huán)測驗。一般來說，熱沖擊測驗比熱循環(huán)測驗苛刻。熱沖擊測驗或熱循環(huán)池測驗，按試樣在高低溫室之間的轉(zhuǎn)化方式不同，可分為三種（以 +125-40℃ 循環(huán)為例，125℃ 為高溫室，-40℃ 為低溫室）：
[敏感詞]種： 兩箱式冷熱沖擊箱，高低溫轉(zhuǎn)化時刻短，樣品從高溫到低溫或許從低溫到高溫的轉(zhuǎn)化時刻小于 10 秒，轉(zhuǎn)化時高低溫箱體有細微的溫度擾動，樣品停留在高溫室或低溫室的時刻均為30分鐘；
第二種： 兩箱式冷熱沖擊箱，高低溫轉(zhuǎn)化時刻長，樣品從高溫到低溫或許從低溫到高溫的轉(zhuǎn)化時刻為 5 分鐘，轉(zhuǎn)化時高低溫箱體有嚴峻的溫度擾動，樣品要花費更多的時刻才能到達標稱溫度，樣品停留在高溫室或低溫室的時刻均為30分鐘；
第三種： 三箱式冷熱沖擊箱，除高溫室和低溫室，還有一個25℃的常溫室，作為高低溫室之間的過渡。任何時候，樣品從低溫室到高溫室或從高溫室到低溫室，首先用小于 10 秒的時刻到 25℃ 常溫室，并保溫 10 分鐘，然后使得樣品到達常溫。 樣品停留在高溫室或低溫室的時刻均為30分鐘。
