AMB陶瓷覆銅載板的關(guān)鍵特性及失效形式

AMB陶瓷覆銅載板由陶瓷和銅通過(guò)活性釬焊的方式復(fù)合得到，同其它釬焊產(chǎn)品一樣，界面空洞率是非常關(guān)鍵的性能指標(biāo)。不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︹F焊界面空洞率有著不同的要求，空洞率直接影響產(chǎn)品的導(dǎo)熱、絕緣放電、結(jié)合可靠性等使用性能。

對(duì)于界面空洞率，高功率電子器件封裝一般要求低于1%，通常在0.1%-0.5%之間；電子散熱器通常要求在0.5%以下；LED、醫(yī)療電子、汽車電子一般要求低于1%；航空航天電子會(huì)要求到0.1%以下。

以上是各領(lǐng)域?qū)︹F焊封裝界面空洞率的一般要求，行業(yè)內(nèi)對(duì)AMB陶瓷覆銅載板的界面空洞率尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是可以確定的是低空洞率甚至無(wú)空洞對(duì)應(yīng)用性能和可靠性是有利的。AMB陶瓷覆銅板標(biāo)準(zhǔn)尺寸是7.5x5.5 inch，如此大的焊接面積在釬焊過(guò)程中很難避免空洞出現(xiàn)，如圖1的樣品界面C-SAM圖片。目前，先藝電子的AMB陶瓷覆銅載板產(chǎn)品在批量生產(chǎn)實(shí)踐中能夠很好的將界面空洞率穩(wěn)定控制到極低水平，如圖2的產(chǎn)品界面C-SAM圖片。

對(duì)于常規(guī)的釬焊封裝結(jié)構(gòu)，一般界面空洞是失效的源頭，但是對(duì)于AMB陶瓷覆銅載板，溫度沖擊下的界面失效通常發(fā)生在銅的邊角處，如圖3樣品在溫度沖擊后的界面C-SAM圖片，這是由于邊角處是陶瓷和銅熱失配應(yīng)力的主要集中位置，與AMB陶瓷覆銅載板在溫度沖擊下的熱應(yīng)力模擬分析結(jié)果是一致的。對(duì)于Si₃N₄-AMB陶瓷覆銅載板，界面剝離一般發(fā)生在釬料層與Si₃N₄陶瓷表面的互連界面處（如圖4），但是對(duì)于AlN-AMB陶瓷覆銅載板，由于AlN的機(jī)械強(qiáng)度不如Si₃N₄陶瓷，且陶瓷自身脆性較強(qiáng)，界面剝離則一般發(fā)生在陶瓷側(cè)內(nèi)部，剝離形式也呈現(xiàn)出偏韌性剝離和脆性崩裂的差異。

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