罗杰斯陶瓷基板常见问题一览

由市场开发经理 Olivier Mathieu 发布于 2020 年 7 月 1 日
先进电子解决方案

Olivier’s Twist 博客专栏常常对电力电子行业的一些特定主题进行较深入的讨论。我们的目标是为您当前或未来的应用提供最适用的基板指南和信息。但是,本期我们想针对一些常见问题作出解答,一是为电力电子领域的新从业者授业解惑,二是让行业资深人士温故知新。

DBC 和 AMB 缩写分别代表什么?

DBC 代表直接键合铜,AMB 代表活性金属钎焊。这两个缩写均指将相对较厚的铜片(通常为 0.2 毫米以上)附着在陶瓷平板上的连接技术。这两项技术可用于生产金属化陶瓷基板。

金属化陶瓷基板有什么作用?

金属化陶瓷基板需要承载多个功率半导体器件并与其互连,所形成的电子组件被称为功率模块或多芯片封装。

DBC 和 AMB 之间主要有什么区别?

AMB 要采用活性金属将铜钎焊在陶瓷上,而 DBC 技术无需额外的材料也可将铜和陶瓷连接起来。

哪种陶瓷适用于 DBC 和 AMB?

DBC 技术仅适用于氧化物陶瓷,例如氧化铝(Al2O3)和氧化锆掺杂氧化铝(也称为 HPS)。非氧化物陶瓷必须先氧化,然后才能通过 DBC 技术与铜键合。氮化铝(AlN)可制成 DBC 或 AMB 基板,而氮化硅(Si3N4)仅能用作 AMB 基板。

AMB 也能与氧化物陶瓷一起使用吗?

是的。但是,DBC 的效果比较令人满意,而且成本更低,因此是将厚铜与氧化物陶瓷连接起来的成熟技术。

设计新基板时要考虑的最重要的陶瓷性能是什么?

陶瓷是一种具有化学惰性的物质,并且耐腐蚀、耐湿气和耐高温,因此比在腐蚀性环境中会降解的有机电介质更受欢迎。在设计新基板时,电气、热力和机械性能同等重要。介电强度是满足隔离要求的重要影响因素,需要根据目标应用的标准、规范和规定进行设置。热导率太低不利于芯片与周围环境的热传导。当基板承受热机械应力时,其弯曲强度和断裂韧性对延长使用寿命有重要作用。

我该如何选择正确的基板?

首先,您应了解您的功率半导体器件的散热量。然后,根据芯片和环境温度,计算出所需的基板热阻。但是,铜和陶瓷的组合不一定都能达到所需的热阻。一方面,隔离电压决定了陶瓷的最小厚度。另一方面,铜与陶瓷的厚度比对可靠性有很大影响。最后,适用的标准组合将十分有限。

DBC 和 AMB 基板是否适用于高压应用?

DBC 基板非常适合工作电压高达 1.7 kV 的应用。至于工作电压更高的工况,为满足相关的隔离要求,需要使用较厚的陶瓷层。因其高导热率可以抵消所增加的厚度,因此常常使用氮化硅(AlN)。此外,在这种应用条件下,抗局部放电性能特别重要。因此,就这一点而言,除非铜和陶瓷之间的界面空隙可消除,否则AMB优于DBC技术。

有哪些标准组合?

请参考我们的设计规则检验标准组合的适用性。可通过以下链接在“设计支持中心”访问我们最新的设计规则。

www.rogerscorp.com/designhub

DBC 和 AMB 基板仅在两面镀铜吗?

DBC 和 AMB 基板也可以仅在一面镀铜,但这并不是标准的材料组合,因为在多个应用中最终的基板平整度至关重要。

表面电镀和表面处理有哪些选择?

镀裸铜表面、镀镍、镀金和镀银都可以选择。另外,可根据要求降低基板的粗糙度。应在图纸或技术规范中提供此类信息。

DBC 和 AMB 基板的最小和最大尺寸分别是多少?

DBC 和 AMB 基板不能大于 5 英寸 x 7 英寸(127 mm x 178 mm)——这是我们陶瓷板材上的最大可用面积。最小尺寸为 15 mm x 15 mm,大于此尺寸的任何基板都可以按照我们的设计规则进行生产和交付。可根据要求使用较小的基板,但这需要额外的激光切割、复杂的处理和包装,并且在生产和最终检查过程中要加倍小心,因此成本可能会更高。

基板都有哪些形状?

矩形是生产成本最低且最常见的形状。也可以选择其他形状,但可能会产生额外的生产成本。

DBC 和 AMB 基板将以哪种形式交付?

DBC和AMB基板通常以单件形式交付。但对于批量生产,也可以使用包含多个单件基板的板材。此时单件基板通常制成矩形,交货后再由客户割开。此外,为了便于分离,也可以采用激光技术进行预切割。

板材上的基板如何排列?

所有基板沿相同方向对齐排列,这样可以最大程度利用总表面积。但也可应要求提供其他安排。

DBC 和 AMB 基板可以存储多长时间?

在打开密封托盘包装之前,基板可在 22°C +/- 5°C 的条件下直接存储在空气环境中,或者在打开密封托盘包装之后存储在纯氮气环境中,最长能储存 12 个月(如托盘标签所示)。如在生产车间,应在打开密封托盘包装后的 24 小时内对基板进行处理。

报价需要提供什么信息?

初始报价不一定要求提供图纸。第一次报价仅需提供基板长度和宽度、陶瓷类型、陶瓷厚度、正面和背面的铜厚度、表面光洁度和所需数量等初步信息即可。

生产图纸采用何种格式?

要求使用 DXF 和 DWG 文件。如果 DXF 或 DWG 文件不可用,Gerber 文件也可以接受。

如何确保图纸符合设计规则?

我们的团队将负责检查,如果图纸不符合设计规则,我们将提供建议。

最低订购量是多少?

样品的最小订购量为十张母板。批量生产中每种产品的最低订购价为 2000 欧元。

您对我们的基材有任何疑问或需要进一步咨询吗?如果您需要任何帮助,请与我们联系

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