● Al2O3 覆銅基板主要采用直接覆銅方法（Direct Bonded Copper，DBC）制備，其熱導(dǎo)率低，散熱能力有限，多用于功率密度不高且對可靠性沒有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域。
● AlN 覆銅基板主要采用具有更高可靠性的活性金屬釬焊工藝（Active Metal Brazing，AMB），由于氮化鋁 AMB覆銅基板具有較高的散熱能力，從而適用于一些高功率、大電流的工作環(huán)境，但是由于機械強度相對較低，使得 AlN-AMB覆銅基板的高低溫循環(huán)沖擊壽命有限，限制了其應(yīng)用范圍。
1、Si3N4-AMB基板的制備工藝
2、Si3N4-AMB界面空洞的形成原因
①焊片工藝所用的銀銅鈦焊片在制備過程中容易出現(xiàn)活性元素Ti的氧化、偏析問題，導(dǎo)致成材率極低，焊接接頭性能較差。
②對于焊膏工藝，在高真空中加熱時有大量有機物揮發(fā)，導(dǎo)致釬焊界面不致密，出現(xiàn)較多空洞，使得基板在服役過程中易出現(xiàn)高壓擊穿、誘發(fā)裂紋的問題。
①原料表面質(zhì)量：焊接前陶瓷和無氧銅表面的劃痕、凹坑、氧化、有機污染的問題都會對焊料的潤濕鋪展造成負(fù)面影響，為釬焊界面帶來了潛在的空洞風(fēng)險。
②焊料印刷質(zhì)量：大面積焊膏印刷過程中，較易出現(xiàn)焊膏漏印、印刷不均勻的問題，焊料熔化后一旦沒有鋪展覆蓋這些漏印區(qū)域，就會直接導(dǎo)致空洞的形成。
③活性元素失活：AgCuTi焊膏中的活性元素Ti對氧十分敏感，高溫釬焊過程中，往往要求真空度優(yōu)于10-3Pa，若真空度無法滿足焊接要求導(dǎo)致Ti氧化失活，焊料無法潤濕Si3N4陶瓷表面，會造成大面積虛焊、漏焊等現(xiàn)象。
④焊膏揮發(fā)氣體：釬焊過程中，焊膏中揮發(fā)出的氣體會被助焊劑包裹形成氣泡，此外助焊劑中的有機酸和金屬氧化物反應(yīng)也會產(chǎn)生氣泡，隨著反應(yīng)的進行氣泡逐漸變大，排出的氣泡會在焊膏表面留下密密麻麻的氣孔，而未排出的氣泡同樣會隨著焊料熔化凝固的過程滯留在釬焊界面處，形成空洞。
3、降低Si3N4-AMB空洞率的措施
資料來源：
1.《銀銅鈦焊膏制備Si3N4陶瓷覆銅基板工藝》，李伸虎、吳懿平等；
2.《氮化硅覆銅基板活性釬焊研究進展》，李伸虎、吳懿平等；
3.《Si3N4覆銅基板的界面空洞控制技術(shù)》，張義政等；
推薦活動：【邀請函】2024年半導(dǎo)體陶瓷產(chǎn)業(yè)論壇（2024年4月12日·泉州）
The ?Semiconductor Ceramics Industry?Forum
“功率半導(dǎo)體封裝用DBC/AMB陶瓷襯板、半導(dǎo)體設(shè)備精密陶瓷部件”
福建省泉州市晉江市濱江路999號
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序號 |
暫定議題 |
擬邀請企業(yè) |
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1 |
半導(dǎo)體設(shè)備中陶瓷零部件的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景 |
清華大學(xué)?新型陶瓷與精細(xì)工藝國家重點實驗室?潘偉?教授 |
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2 |
氮化鋁基板和器件與半導(dǎo)體應(yīng)用 |
華清電子?向其軍?博士 |
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3 |
先進陶瓷材料制備與智能化實驗平臺 |
北京科技大學(xué)?教授?白洋 |
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4 |
高性能氮化鋁和氧化鋁粉體連續(xù)式生產(chǎn)關(guān)鍵工藝技術(shù) |
中鋁新材料?事業(yè)部總經(jīng)理?吳春正 |
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5 |
多孔陶瓷的研究進展及在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用 |
擬邀請多孔陶瓷企業(yè)/高校研究所 |
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6 |
LTCC技術(shù)在半導(dǎo)體晶圓探針卡中的應(yīng)用 |
擬邀請?zhí)结樋ㄆ髽I(yè)/高校研究所 |
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7 |
CVD用絕緣高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷加熱器的研發(fā) |
擬邀請?zhí)沾杉訜岜P企業(yè)/高校研究所 |
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8 |
耐等離子腐蝕的氧化釔陶瓷的開發(fā)與應(yīng)用 |
擬邀請氧化釔陶瓷企業(yè)/高校研究所 |
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9 |
高強度高耐磨的氮化硅陶瓷材料的開發(fā) |
擬邀請氮化硅陶瓷企業(yè)/高校研究所 |
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10 |
碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件在集成電路制造關(guān)鍵裝備中的應(yīng)用 |
擬邀請?zhí)蓟杼沾善髽I(yè)/高校研究所 |
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11 |
半導(dǎo)體裝備用陶瓷靜電卡盤關(guān)鍵技術(shù) |
擬邀請靜電卡盤企業(yè)/高校研究所 |
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12 |
高純氧化鋁陶瓷制備工藝及其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用 |
擬邀請氧化鋁陶瓷企業(yè)/高校研究所 |
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13 |
真空釬焊設(shè)備在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用 |
擬邀請真空釬焊企業(yè)/高校研究所 |
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14 |
高精度復(fù)雜形狀碳化硅陶瓷制備工藝研究 |
擬邀請?zhí)蓟杼沾善髽I(yè)/高校研究所 |
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15 |
半導(dǎo)體設(shè)備用陶瓷的成型工藝技術(shù) |
擬邀請成型設(shè)備企業(yè)/高校研究所 |
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16 |
高強度氮化硅粉體制備工藝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化 |
擬邀請氮化硅粉體企業(yè)/高校研究所 |
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17 |
第三代功率半導(dǎo)體封裝用AMB陶瓷覆銅基板 |
擬邀請AMB企業(yè)/高校研究所 |
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18 |
覆銅陶瓷基板的失效機理分析及可靠性設(shè)計 |
擬邀請?zhí)沾苫迤髽I(yè)/高校研究所 |
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19 |
特種陶瓷高溫?zé)Y(jié)工藝技術(shù) |
擬邀請熱工裝備企業(yè)/高校研究所 |
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半導(dǎo)體設(shè)備用陶瓷零部件表面處理技術(shù) |
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