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Rely On Rogers | 羅杰斯curamik?陶瓷基板常見問題解答(第一期)
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近年來,隨著電力電子行業的迅猛發展,金屬化陶瓷基板作為應用于該領域的重要材料也被越來越多的從業人員熟知。為此,我們特推出兩期關于陶瓷基板的常見問題匯總,內容涵蓋陶瓷基板基礎常識、材料信息、設計選型、工藝解讀、市場應用及羅杰斯產品訂購等相關內容。本期為第一期,主要涉及陶瓷基板的基礎常識和材料信息等問題,歡迎您持續關注!

 

Q1

DBC和AMB縮寫分別代表什么?

A

DBC代表直接鍵合銅,AMB代表活性金屬釬焊。這兩個縮寫均指將相對較厚的銅片(通常為0.2毫米以上)附著在陶瓷平板上的連接技術。這兩項技術可用于生產金屬化陶瓷基板。

Q2

金屬化陶瓷基板有什么作用?

A

金屬化陶瓷基板可根據需要承載多個功率半導體器件并與其互連,所形成的電子組件被稱為功率模塊或多芯片封裝。

Q3

DBC和AMB之間主要有什么區別?

A

AMB要采用活性金屬將銅釬焊在陶瓷上,而DBC技術無需額外的材料也可將銅和陶瓷直接鍵合。

Q4

DBC和AMB基板將以哪種形式交付?

A

DBC和AMB基板通常以單件形式交付。但對于批量生產,也可以使用包含多個單件基板的板材。此時單件基板通常制成矩形,交貨后再由客戶割開。此外,為了便于分離,也可以采用激光技術進行預切割。

Q5

板材上的基板如何排列?

A

所有基板沿相同方向對齊排列,這樣可以最大程度利用總表面積。但也可應要求提供其他安排。

Q6

基板都有哪些形狀?

A

矩形是生產成本最低且最常見的形狀。也可以選擇其他形狀,但可能會產生額外的生產成本。

Q7

哪種陶瓷適用于DBC和AMB?

A

DBC技術僅適用于氧化物陶瓷,例如氧化鋁(Al2O3)和氧化鋯摻雜氧化鋁(也稱為HPS)。非氧化物陶瓷必須先氧化,然后才能通過DBC技術與銅鍵合。氮化鋁(AlN)可制成DBC或AMB基板,而氮化硅(Si3N4)僅能用作AMB基板。

Q8

AMB也能與氧化物陶瓷一起使用嗎?

A

是的。但是,DBC的效果比較令人滿意,而且成本更低,因此是將厚銅與氧化物陶瓷連接起來的成熟技術。

Q9

設計新基板時要考慮的最重要的陶瓷性能是什么?

A

陶瓷是一種具有化學惰性的物質,并且耐腐蝕、耐濕氣和耐高溫,因此比在腐蝕性環境中會降解的有機電介質更受歡迎。在設計新基板時,電氣、熱力和機械性能同等重要。介電強度是滿足隔熱要求的重要影響因素,需要根據目標應用的標準、規范和規定進行設置。熱導率太低不利于芯片與周圍環境的熱傳導。當基板承受熱機械應力時,其彎曲強度和斷裂韌性對延長使用壽命有重要作用。

Q10

基板使用的銅材?

A

基板中使用的銅材為高純度的無氧銅,其低的雜質含量,尤其是其中氫氧元素含量的控制,保證其可以滿足電力電子行業的要求。

Q11

我該如何選擇正確的基板?

A

首先,您應了解您的功率半導體器件的散熱量。然后,根據芯片和環境溫度,計算出所需的基板熱阻。但是,銅和陶瓷的組合不一定都能達到所需的熱阻。一方面,隔離電壓決定了陶瓷的最小厚度。另一方面,銅與陶瓷的厚度比對可靠性有很大影響。最后,適用的標準組合將十分有限。

Q12

DBC和AMB基板是否適用于高壓應用?

A

DBC基板非常適合工作電壓高達1.7 kV的應用。至于工作電壓更高的工況,為滿足相關的隔離要求,需要使用較厚的陶瓷層。因其高導熱率可以抵消所增加的厚度,因此常常使用AlN。此外,在這種應用條件下,抗局部放電性能特別重要。因此,就這一點而言,除非銅和陶瓷之間的界面空隙可消除,否則AMB優于DBC技術。

Q13

羅杰斯基板有哪些標準組合?

A

請參考我們的設計規則檢驗標準組合的適用性。可通過頁面左下角“閱讀原文”鏈接訪問我們的“設計支持中心”獲取我們最新的設計規則。

Q14

DBC和AMB基板可以存儲多長時間?

A

在打開密封托盤包裝之前,基板可在22°C +/- 5°C的條件下直接存儲在空氣環境中,或者在打開密封托盤包裝之后存儲在純氮氣環境中,最長能儲存12個月(如托盤標簽所示)。如在生產車間,應在打開密封托盤包裝后的24小時內對基板進行處理。

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