鋁碳化硅（AlSiC）產(chǎn)品表面鋁層厚度是產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)
鋁碳化硅產(chǎn)品表面應(yīng)當(dāng)覆蓋一層鋁皮，英文是Aluminum Rich Skin （富鋁皮層）。當(dāng)然，不是說其它指標(biāo)不關(guān)鍵，如熱脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、強度值等，只是在這些指標(biāo)方面，中國產(chǎn)品和美國產(chǎn)品區(qū)別不大，不會造成產(chǎn)品功能上大的不同。中國各科研單位和業(yè)內(nèi)公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，唯獨在鋁皮厚度制造方面和美國、日本產(chǎn)品無法相提并論。熱導(dǎo)率差一點點的產(chǎn)品是可以用的，而鋁皮厚度不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品根本就不能用。
目前中國市場上魚目混珠產(chǎn)品挺多的，這類產(chǎn)品要么表面沒有鋁皮，要么表面鋁皮過厚，要么是假鋁皮。反正做不到指標(biāo)以內(nèi)。這是中國產(chǎn)品無法出口到國際市場銷售的最主要原因（其次是熱導(dǎo)率低于180而造成焊接邊緣流溝）。下面我們看看幾種鋁皮缺陷帶來的后果：
一、沒有鋁皮的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品表面也是可以覆蓋鍍層的。如果直接把芯片焊接在這樣的產(chǎn)品表面，焊接牢固度無法得到保障。鍍層是相對酥松的組織，焊料需要透過鍍層焊接到材料表面才會牢固。而沒有鋁皮的AlSiC（鋁碳化硅）產(chǎn)品，表面60%以上是陶瓷，不能被焊料潤濕，因此焊接牢固度會下降一半以上。沒有鋁皮的產(chǎn)品，國際市場不會認(rèn)可。
另外，沒有鋁皮的產(chǎn)品，在氣密性方面指標(biāo)相對要低。
二、鋁皮過厚或厚度不均勻。AlSiC（鋁碳化硅）產(chǎn)品表面鋁皮過厚會出現(xiàn)什么問題呢？鋁的典型熱膨脹系數(shù)為23ppm/℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過AlSiC（鋁碳化硅）材料的7～8 ppm/℃。并且鋁的熱導(dǎo)能力只是鋁碳化硅材料的60%左右。而一塊基板的尺寸小則100mm，大則超過200mm見方。過厚的表面鋁層會使基板在遇熱情況下產(chǎn)生極大內(nèi)部應(yīng)力，造成基板出現(xiàn)目視可見的變形。另外，鋁皮過厚，就很難說芯片襯片是焊接在AlSiC（鋁碳化硅）上還是焊接在鋁上了，模塊工作可靠性是無法保障的。
不均勻的鋁皮厚度，因應(yīng)力變化，造成同一板面的不同位置的鍍層牢固度也不一樣。會讓處于不同位置的芯片（如一塊高功率IGBT可能會有36塊芯片）處于不同的工作環(huán)境，也會引起鋁碳化硅基板板面的不規(guī)則翹曲。
經(jīng)測試，IGBT基板產(chǎn)品，產(chǎn)品表面鋁皮超過0.2mm時，產(chǎn)品性能就無法保障了。達(dá)到0.3mm時，熱循環(huán)后，會出現(xiàn)明顯變形。
三、假鋁皮。關(guān)于"假鋁皮"，法迪公司提醒用戶，國內(nèi)個別公司采用類似熱噴涂機的設(shè)備在沒有鋁皮的產(chǎn)品表面噴涂鋁層，這種方法制造出的產(chǎn)品其工作可靠性不如沒有鋁皮的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品，砸斷后，用顯微鏡觀察斷面，可以看到鋁與陶瓷間有雜質(zhì)斷層。做鍍層牢固度測試時，這層假鋁皮會連同鍍層一起撕下來，說明其粘接牢固度還不如鍍層。
目前，歐美客戶的標(biāo)準(zhǔn)是表面鋁皮厚度不能超過0.15mm。美國產(chǎn)品因為能做到不超過0.08mm而表現(xiàn)優(yōu)秀。這方面，我們法迪公司同樣因為擁有專用設(shè)備和專門設(shè)計的工藝流程而100%保障鋁皮絕對完整并且厚度不超過0.08mm。
鋁碳化硅產(chǎn)品示例
