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DBC基板剥离强度测试

作者:海飞乐技术 时间:2019-05-27 17:33

  实际应用中,DBC基板的破坏形式与基板材料、界面强度、制造过程中的残余应力、工艺缺陷、所承受的载荷等多方面因素相关;其中界面强度的影响较大。不考虑界面奇异点的情况下,将垂直于DBC基板界面的正应力定义为剥离应力,作用于基板界面的面力定义为剪切力,对应的强度分别称之为剥离强度和剪切强度,以此作为评价DBC基板的强度的参数。剥离强度和剪切强度与母材(铜、陶瓷)的强度、制造工艺参数、界面相晶体组织结构等因素密切相关,因此需要通过试验来获得。工业界常采用剥离强度作为DBC基板的生产质量评价标准。在环境湿度25℃、环境湿度65%的试验条件下对四片DBC样品进行剥离测试,样品宽度为5mm,位移施加速率为50mm/min。测试结果如图1所示,其中最大/小剥离力及平均剥离强度列于表1中。

  从测试结果中可以看到,DBC基板的剥离强度较高,平均剥离强度为8.54N/mm,可见铜-陶瓷界面结合强度很高,因此沿界面直接开裂的情况非常少见。同时可以看到,剥离强度存在波动,最小为8.13N/mm,这是由于在DBC基板的制造过程中不可避免的会在陶瓷层和铜层界面间存在微小的界面缺陷而造成界面强度的降低,同时,陶瓷材料本身在烧结过程中会存在空洞、微裂纹等固有缺陷,如图2所示。需要注意的是,图2中下铜层和陶瓷界面处的锯齿状的结构是由于基板从母板中分离时采用激光切割的工艺,沿着待切割线用激光打出一排小孔,再靠人工掰开的方法将单片DBC基板完全分离而在外缘形成该结构,界面本身并没有锥齿状的互相渗入。

表1 样品剥离测试结果列表
样品剥离测试结果列表
图1 DBC基板位移-剥离力试验曲线
DBC基板位移-剥离力试验曲线
图2 DBC基板界面缺陷显微照片
DBC基板界面缺陷显微照片



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