亚洲精品亚洲精品亚洲精品,中文字幕在线看二区不卡,国产999久久久久一区二区,欧美日韩中文字幕国产

返回列表頁

為什么陶瓷基板上的金屬線路容易翹曲脫落?

陶瓷基板金屬線路翹曲

在電子封裝領(lǐng)域,陶瓷基板金屬線路的界面失效問題長期困擾著工程師。這一現(xiàn)象的本質(zhì)可歸結(jié)于材料特性差異、工藝缺陷和環(huán)境應(yīng)力的三重作用。本文將從材料特性、工藝缺陷及環(huán)境應(yīng)力三個(gè)維度展開分析,并探討當(dāng)前行業(yè)主流的解決方案。

陶瓷基板金屬線路

一、熱膨脹系數(shù)差異:失效的物理根源

陶瓷基板(如氧化鋁、氮化鋁)與金屬線路(常用銅、銀)的熱膨脹系數(shù)(CTE)失配是核心矛盾。氧化鋁的CTE約為7.2 ppm/℃,而銅的CTE高達(dá)17 ppm/℃。當(dāng)溫度變化時(shí),兩者形變量差異顯著。  

10 cm長的陶瓷基板與銅線路為例,經(jīng)歷100℃溫升時(shí):  

陶瓷伸長量:10 cm × 7.2×10??/℃ × 100℃ = 7.2 μm  

銅伸長量:10 cm × 17×10??/℃ × 100℃ = 17 μm  

二者相差近10 μm的伸縮量,在界面處產(chǎn)生剪切應(yīng)力。反復(fù)的熱循環(huán)(如功率模塊工作時(shí)的-40~150℃波動)將導(dǎo)致金屬線路逐漸剝離,類似反復(fù)彎折的金屬片最終斷裂。  

二、工藝缺陷:失效的放大器

即使材料特性存在先天矛盾,理想的工藝本可緩解問題,但實(shí)際生產(chǎn)中的微小瑕疵會加速失效:  

1. 界面結(jié)合強(qiáng)度不足  

陶瓷與金屬的界面結(jié)合依賴化學(xué)鍵與機(jī)械錨定。若陶瓷表面存在污染(如0.1 μm厚的有機(jī)物殘留),界面結(jié)合強(qiáng)度可能下降50%。此外,高溫?zé)Y(jié)時(shí)銅的氧化會生成CuO/Cu?O脆性層,進(jìn)一步削弱結(jié)合力。  

2. 局部應(yīng)力集中  

激光切割產(chǎn)生的微米級毛刺、電鍍銅層厚度不均(邊緣比中心薄20%以上)等工藝缺陷,會導(dǎo)致局部應(yīng)力提升3~5倍。這些區(qū)域如同紙張的預(yù)撕線,成為裂紋萌生的起點(diǎn)。  

三、環(huán)境應(yīng)力:失效的觸發(fā)條件

電子器件在實(shí)際工況中面臨嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。以新能源汽車IGBT模塊為例:  

工作溫度循環(huán):-40℃(冷啟動)→150℃(滿負(fù)荷)  

每日循環(huán)次數(shù):可達(dá)數(shù)百次  

在此條件下,銅-氧化鋁界面剪切應(yīng)力可達(dá)300 MPa(相當(dāng)于3頭成年大象的體重施加于指甲蓋大小的面積)。傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂粘結(jié)層(強(qiáng)度約30 MPa)在10次循環(huán)后即出現(xiàn)開裂,而先進(jìn)釬焊工藝(強(qiáng)度200 MPa)的壽命可提升至10,000次以上。  

四、工程應(yīng)對策略

針對上述問題,行業(yè)已形成三類主流解決方案:

  1. 過渡層技術(shù)  

在陶瓷與金屬間引入CTE梯度材料,例如:  

鉬錳(Mo-Mn)層:通過高溫?zé)Y(jié)形成化學(xué)鍵,提升界面強(qiáng)度  

活性金屬釬焊(AMB):使用含鈦焊料,實(shí)現(xiàn)陶瓷-金屬冶金結(jié)合  

2. 表面微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  

采用激光微加工在陶瓷表面制備倒錐形微孔(直徑50~100 μm),通過機(jī)械互鎖效應(yīng)將剝離強(qiáng)度從15 N/cm提升至45 N/cm。 

 3. 緩沖層材料開發(fā)  

研發(fā)硅橡膠/石墨烯復(fù)合涂層:  

l高溫(>100℃)時(shí)模量達(dá)5 GPa,維持結(jié)構(gòu)剛性  

l低溫(<0℃)時(shí)模量降至0.5 GPa,吸收80%以上熱應(yīng)力  

某頭部車企采用該技術(shù)后,電驅(qū)控制器壽命從5年延長至15年。  

五、技術(shù)路線選擇的權(quán)衡

工程師需在多目標(biāo)約束下決策:

 

l過渡層技術(shù):成本增加30%,可靠性提升3倍,適合高附加值產(chǎn)品;

l表面粗化工藝:成本增加15%,可靠性提升2倍,工藝兼容性較好;

l緩沖層方案:成本增加50%,可靠性提升5倍,適用于極端環(huán)境場景。

當(dāng)前行業(yè)趨勢傾向于過渡層+表面粗化復(fù)合方案,在成本可控的前提下實(shí)現(xiàn)可靠性躍升。陶瓷基板金屬線路的脫落問題,本質(zhì)是材料科學(xué)、工藝控制與環(huán)境適應(yīng)性的系統(tǒng)博弈。隨著寬禁帶半導(dǎo)體器件的普及,封裝可靠性要求已從滿足短期工況轉(zhuǎn)向全生命周期穩(wěn)定。對于初入行的工程師而言,深入理解這一經(jīng)典問題的解決方案,不僅能提升技術(shù)判斷力,更能為未來應(yīng)對更復(fù)雜的工程挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。

 


深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司

金瑞欣——專業(yè)的陶瓷電路板制造商

通過公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不懈努力,現(xiàn)已成功研發(fā)微小孔板、高精密板、難度板、微型化板、圍壩板等,具備DPC、DBC、HTCC、LTCC等多種陶瓷生產(chǎn)技術(shù),以便為更多需求的客戶服務(wù),開拓列廣泛的市場。

在線咨詢在線咨詢
咨詢熱線 4000-806-106

? 2018 深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司版權(quán)所有    技術(shù)支持:金瑞欣

返回頂部

无码人妻免费一区二区三区| 精品国产99亚洲一区二区三区| 三上悠亚精品一区二区久久| 三级片在线无码播放| 大狼狗插阴道视频| 大粗鳮巴r教师人妻91| 亚洲国产综合精品 在线 一区| aaa啊啊啊黄片| 一级特黄大片色欧美精品| 伊人久久综合无码成人网| 那种视频在线观看你懂的| 中文字幕一区二区日韩精品蜜臂| 国产区高清在线一区二区三区| 国产老妇伦国产熟女91| 日韩精品无码一区二区三区不卡| 男人操女人下面国产剧情| 日本乱人伦中文在线播放| 影音先锋天堂网亚洲无码| 大鸡巴抽插小骚逼视频免费| 国产精品午夜小视频观看| 亚洲一区二区三成人精品| 又色又爽又黄的吃奶Av| 国产激情内射免费精品| 日本潘金莲三级bd高清| 美女穿黑丝被大鸡巴猛操| 在线观看免费视频a v| 男生用鸡巴操女生的视频| 亚洲午夜国产片在线观看| 欠欠草免费在线视频| 美女大骚逼幸福遍穴| 亚洲国产一区二区不卡在线资源| 极品 操 抽插视频| 9亚洲导航深夜福利亚洲| 日本欧美一区二区三区| 亚洲 欧美 日韩 主播| 亚洲精品成a人在线观看| 精品少妇一区二区三区中文字幕| 女人操女人大逼大片| 欧美一区二区三区高清性群p| 国产精品久久久久妇| 波多野结衣福利视频|