??IGBT、SIC模塊的穩(wěn)定運行,高度依賴其內(nèi)部關(guān)鍵支撐組件 ——陶瓷覆銅基板(如:DBC、AMB)與端子等:陶瓷覆銅基板承擔(dān)絕緣、散熱與電流傳導(dǎo)的核心功能,端子則負(fù)責(zé)模塊與外部電路的可靠連接。
(* IGBT的組成圖,圖片源于網(wǎng)絡(luò),侵刪)
陶瓷覆銅基板氧化的原因及危害
??銅層的氧化問題直接關(guān)乎器件可靠性與使用壽命,影響IGBT模塊乃至整個電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定。
(*陶瓷覆銅基板,圖片源于網(wǎng)絡(luò),侵刪)
氧化層產(chǎn)生的原因
??燒結(jié)后基板溫度過高(200°左右),產(chǎn)品在模具內(nèi)氮氣冷卻時,基板表面與大氣中氣氛接觸,導(dǎo)致基板表面Cu氧化,從而形成不同程度的氧化層。
氧化層產(chǎn)生的危害
??1、影響電絕緣性(如:漏電流增大、降低擊穿電壓、介電損耗提升等)
??2、削弱金屬化層結(jié)合力與焊接可靠性(導(dǎo)致脫層、虛焊等問題)
??3、導(dǎo)致熱阻增加、應(yīng)力集中等,直接影響產(chǎn)品良率和長期可靠性,甚至造成基板報廢
干法還原與傳統(tǒng)濕法還原對比
??傳統(tǒng)濕法還原:利用揮發(fā)性還原劑(如甲酸)所產(chǎn)生的活性氣體,通過氣體作用于產(chǎn)品表面,將金屬氧化物還原為金屬單質(zhì),然而該過程會產(chǎn)生廢氣等污染物,需對廢氣做出處理。
(*甲酸蒸汽還原氧化銅,圖片源于網(wǎng)絡(luò),侵刪)
(*傳統(tǒng)濕法還原(甲酸)VS等離子干法還原)
??傳統(tǒng)濕法還原面臨廢氣處理成本高、潛在鍵合質(zhì)量風(fēng)險及安全隱患等挑戰(zhàn),而等離子干法還原憑借安全環(huán)保、高效穩(wěn)定、處理均勻等優(yōu)勢,并能顯著提升后續(xù)鍵合工藝的穩(wěn)定性,已成為備受關(guān)注的理想解決方案。
等離子干法還原應(yīng)用案例分析
核心應(yīng)用設(shè)備
設(shè)備優(yōu)勢
??工藝穩(wěn)定性高、一致性好,能夠精準(zhǔn)匹配車規(guī)級產(chǎn)品的處理需求。
??處理的溫度低,避免高溫導(dǎo)致的互連結(jié)構(gòu)翹曲、材料熱損傷問題。
產(chǎn)品案例
(*陶瓷覆銅基板樣品,圖片源于網(wǎng)絡(luò),侵刪)
基板還原前(注:處理效果因產(chǎn)品材質(zhì)不同而存在差異)
基板還原后(注:處理效果因產(chǎn)品材質(zhì)不同而存在差異)
??針對陶瓷基板在燒結(jié)工藝后進(jìn)行的氧化還原處理,晟鼎等離子干法還原技術(shù)能夠選擇性、非破壞性地還原銅表面,高效去除基板表面的燒結(jié)氧化層,從而為后續(xù)鍵合工藝提供潔凈的表面基礎(chǔ)。
??同時,等離子處理可顯著提升材料表面能,可提升鍵合材料(如金線/銅線、焊球或焊膏)在覆銅板表面的潤濕鋪展能力與浸潤性,從而獲得高強度、低空洞率的優(yōu)質(zhì)鍵合點或焊點,提升后續(xù)鍵合質(zhì)量。