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样品: | 功率器件IGBT | 项目: | 功率器件IGBT的金相制备 |
参考: | 圆派科学 |
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功率器件IGBT的金相制备 |
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功率器件IGBT的金相制备
功率器件IGBT概述
01
切割方案
因样品内部结构复杂,含铜金属、陶瓷层、硅材料及焊接材料,建议选择功率较大的高速精密切割机,在保证良好的切割效率的同时可以得到较少的切割表面损伤。
02
研磨方案
01.平面研磨
因DBC采用了陶瓷表面金属化技术,所以共包含3层。中间为白色陶瓷绝缘层,上下分别有覆铜层。
DBC常用的陶瓷绝缘材料是氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN),常规砂纸无法有效研磨,效率极低,且实验人员疲劳强度高。实验室经过多次尝试后,选择采用单个样品中心力加载研磨搭配金刚石磨盘的方案,将整层DBC陶瓷层去除的时间缩短至8min。
研磨夹具:需根据样品尺寸定制单个样品中心力的固定夹具;
在去除DBC层的软金属铜层时,建议使用普通砂纸去除。因为铜层较粘会快速带走金刚石磨盘的颗粒,损耗金刚石磨盘寿命;
在去除DBC陶瓷层时,力值需大于有效研磨力值180N时,才能有效去除陶瓷层。
因IGBT层间结构材料较多,Cu层及焊接层较软,DBC陶瓷层较硬,Si基材料硬且脆,在磨抛过程中极易产生浮凸并伴随硅基的碎裂,情况严重时还会影响各层的尺寸测量准确性。推荐客户在前期研磨阶段使用金刚石磨盘,因为金刚石磨盘具有良好的刚性,可以提供一致的材料去除速率。若在研磨阶段硅片碎裂较多,建议在研磨最后一步采用DGD terra磨盘,该磨盘平整性极好,对易碎材料非常友好。最后,抛光阶段,建议使用硬编制抛光布,减少浮凸的产生。
SOLUTION
03
制备结果
通过该制备方案和相关耗材,可以看到IGBT样品的截面形貌各层分界明显、无明显浮凸,可快速准确的完成样品尺寸测量及成分分析等。