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問題描述

AMB陶瓷覆銅基板是一個復合結構:銅箔/焊料/陶瓷/焊料/銅箔,不同材料之間的CTE、楊氏模量、導熱性能也存在差異。

技術文章 | AMB通用技術問題——翹曲及其解決方案

在IGBT/SiC功率模塊的封裝制程中,尤其芯片燒結、散熱器焊接或塑封,同時有熱參數、壓力參數及其他材料CTE的條件影響, 會導致AMB覆銅陶瓷基板產生翹曲,進而產生一些通用問題,例如焊接空洞、塑封分層,嚴重情況下甚至產生陶瓷開裂等問題。

技術文章 | AMB通用技術問題——翹曲及其解決方案

AMB通用技術問題-翹曲

翹曲機理????

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復合材料結構的翹曲機理:不同材料屬性各異,其模量、強度、熱膨脹系數差異很大,復合之后會存在明顯的各向異性。復合材料結構的翹曲變形主要是由燒結反應過程中的殘余應力引起,而殘余應力又是由組分材料的熱膨脹不匹配、多層結構線性收縮不一致引起的。

技術文章 | AMB通用技術問題——翹曲及其解決方案

AMB翹曲示意圖

AMB翹曲T0狀態(tài)主要受三大因素影響——線路排布、材料組合、AMB單片尺寸。在客戶端焊接、燒結及塑封制程中,圖形面與非圖形面的銅材不論是體積還是Layout上必然存在差異,導致在受熱過程中釋放差異性應力,進而導致AMB翹曲。

威斯派爾解決方案???

1. 圖形設計優(yōu)化或者反饋

2. 燒結工藝保證(燒結工藝參數、特制燒結治具等);品翹曲度保證(樣品初制承諾0.65%,具體以客戶圖紙為準)

3.?Winspower實驗室實驗模擬(以客戶溫度曲線為基礎,平臺模擬翹曲)

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威斯派爾實驗室目前擁有由研發(fā)團隊搭建的測試平臺,參考客戶端封裝的工藝參數,可以模擬分析AMB的翹曲形態(tài)及翹曲數據,將內部的測試數據與客戶端測試數據相結合后,技術團隊分享最優(yōu)的解決方案:銅減薄、調整銅面積、調整材料組合、Dimpling設計等,并快速提供樣品給客戶。

撰文:Stefan

 

 

原文始發(fā)于微信公眾號(威斯派爾):技術文章 | AMB通用技術問題——翹曲及其解決方案

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