Bir güç modülünde ilk arızalanan parça en dikkat çekici olanı değildir; altındaki seramik katmandır. Güç modülleri için DBC seramik taban tedarik ediyorsanız, gizli kusurlar sahada ciddi maliyetlere yol açan arızalara neden olabilir. İlk olarak neleri doğrulamanız gerektiğini aşağıda açıklıyoruz.
Gerçekten Arızaya Neden Olan Kusurlar
DBC taban sorunlarının çoğu, sürekli tekrarlanan birkaç temel hatadan kaynaklanır. Her birinin nasıl göründüğü ve neden oluştuğu aşağıda belirtilmiştir:
Bağlantı Katmanındaki Boşluklar (Voids)
Boşluklar (voids), bağlama işlemi sırasında bakır ile seramik arasında sıkışıp kalan ince hava kabarcıklarıdır. Düşük kaliteli tedarikçilerde yaygın olarak görülür ve sadece birkaç termal döngüden sonra sıklıkla çatlakların başlangıç noktası haline gelir. Tedarikçinizden ölçülen boşluk oranını isteyin; sıfır olduğunu varsaymayın.
Katman ayrılması (Delaminasyon)
Katman ayrılması (delaminasyon), bakır katmanının seramikten ayrılmaya başladığı bir olgudur. Isınma sırasında bakır ve seramik farklı genleşme oranlarına sahip olduğundan, termal döngü her tekrarlandığında birleşme noktasına gerilim uygulanır. Saha şartlarında DBC tabanların başlıca arıza nedenlerinden biri, özellikle tekrarlanan Termal döngü -55 °C ile +150 °C arasında. Tedarikçinizden, tasarımlarının testlerde kaç termal döngüye dayandığını öğrenin.
Seramik Çatlaması
Çatlaklar genellikle stresin en yoğun olduğu bakır adacıkların (copper pads) uçlarından ve köşelerinden başlar ve ardından seramik gövdeye yayılır. Malzeme seçimi kadar kenar tasarımının ve bakır yerleşiminin de önemli olmasının nedenlerinden biri budur. Sipariş vermeden önce bu konuyu mutlaka sorun.
Zayıf Ara Yüzey Bağlantısı
Bakır ile seramiği birleştiren reaksiyon katmanı düzgün oluşmayabilir. Bu durum gerçekleştiğinde, parçalar henüz gerçek termal strese maruz kalmadan bile bağlanma mukavemeti en başından itibaren düşer. Bu durumu bir kalite belgesinden tespit edemezsiniz.
Peki bu kusurlardan nasıl kaçınabilirsiniz? Tedarikçinizin öz denetimi hakkında doğru soruları sorun.
Güvenilir Tedarikçiler Kusurları Sevkiyattan Önce Nasıl Tespit Eder?
Tedarikçinin bağlama sürecini bizzat izleyemezsiniz. Ancak sevkiyattan önce kusurları kontrol ettiklerine dair kanıt talep edebilirsiniz.
X-Ray Denetleme
Röntgen (X-ray) muayenesi, dışarıdan görünmeyen bağlantı katmanlarındaki boşlukları tespit etmek için kullanılan standart bir yöntemdir. Hızlı ve köklü bir yöntem olmasına rağmen bilinmesi gereken bir sınırlaması vardır. Bu durum, gerçek boşluklar içermeyen saf yapışma kusurlarının röntgen muayenesi ile mutlaka tespit edilemeyeceği anlamına gelir.
Taramalı Akustik Mikroskopi (SAM)
SAM, tabanın içini incelemek için ultrason kullanır; çatlakları, boşlukları ve katman ayrılmalarını ve Röntgen incelemesinin sıklıkla gözden kaçırdığı kusurları. Güç elektroniği alanındaki DBC ve AMB tabanlarında yaygın olarak kullanılır ve birleşme bölgesindeki bozulma derecesini ölçebilme özelliğiyle öne çıkar.
Görsel Muayene ve Mikro-Kesit İncelemesi
Mikroskop altında mikro-kesit incelemesinde birleşme arayüzü doğrudan kontrol edilebilir. Koyu renkli bir boşluk veya düzensiz bir oksit tabakası görülüyorsa, bağlama işlemi kusurludur. Montaj sıcaklığını ayarlamak bu sorunu çözmeyecektir.
Neye bakmanız gerektiğini bildiğinize göre, sipariş vermeden önce tam olarak ne sormanız gerektiğini burada bulabilirsiniz.
DBC Seramik Taban Satın Alımı İçin Tedarik Kontrol Listesi
Yeni bir DBC seramik taban tedarikçisini onaylamaya çalışıyorsanız veya daha önce çalıştığınız bir tedarikçiyi yeniden belgelendiriyorsanız, önceden şu soruları sormanızda fayda vardır:
-
Sadece genel bir yeterlilik belgesi yerine, gerçek partiye ait bir X-ray veya SAM inceleme raporu sunabilir misiniz?
-
Bakır-seramik arayüzündeki boşluk oranı (void rate) nedir? Ayrıca, eşik değer aşılırsa parti kusurlu ürün olarak hurdaya ayrılıyor mu?
-
Bu kart tasarımı testleriniz sırasında kaç termal döngüye dayandı?
-
Mikroskobik mikro-kesit (enine kesit) analizi yapıyor musunuz? Numunenin kesitini görmek mümkün mü?
-
Tesisiniz şu anda hangi sertifikalara sahiptir?
-
Numune partisi ile seri üretim partisi arasındaki teslimat süresi (lead time) farkı nedir?
-
Can you supply custom thickness, copper layer options or minimum order quantity (MOQ) that fits perfectly with my design rather than the standard size?
Bilmeniz gereken kabul eşik değerleri
Bir partiyi onaylamadan önce bilmeniz gereken bazı hususlar şunlardır:
DBC bağlama (bonding) işleminde boşluk alanı eşik değerleri (void area thresholds) için tek bir endüstri standardı yoktur. Her tedarikçi kendi kabul kriterlerini belirler. Tedarikçinizden boşluk oranının ne olduğunu doğrudan öğrenin ve bunu yazılı olarak temin edin.
Kusurlu tek bir numune yüzünden tüm partiyi reddetmeyin. Rastgele alınan bir numune başarısız olursa, testi tekrarlayın veya 0 muayene talep edin.
Anlaşmaları sözlü vaatlerle değil, yazılı olarak alın. Sipariş vermeden önce teslimat süresini, kusur sınırlarını ve değişim koşullarını teyit edin.
SSS
Bir tedarikçinin muayene sonuçlarını sunması ne kadar sürmelidir?
İyi tedarikçilerin çoğu size birkaç iş günü içinde bir X-ray veya SAM raporu sağlayabilir. Bir tedarikçinin yanıt vermesi haftalar alıyorsa veya yanıt vermeyi reddediyorsa, bu bir kırmızı bayraktır (tehlike işaretidir).
Bir tedarikçinin muayene beyanlarının doğru mu yokسا yanlış mı olduğu nasıl anlaşılır?
Yalnızca bir "geçti/kaldı" (pass/fail) özeti değil, işlenmemiş X-ray veya SAM muayene kayıtlarını talep edin.
Bir DBC seramik taban tedarikçisinin teslimat süresi (lead time) ne kadar olmalıdır?
Standart partiler için DBC seramik taban tedarikçilerinin çoğu 2 ila 6 haftalık bir teslimat süresi teklif eder. Yalnızca kesin bir tarih için yazılı bir taahhüt aldıktan sonra sipariş verin.
Tam bir parti için sipariş vermeden önce bir numune almak mümkün müdür?
Evet. İyi bir DBC seramik taban üreticisi, tam bir üretim serisinden önce test etmek üzere küçük bir numune sağlayacaktır.
Bir parti teslimattan sonra muayeneden kalırsa ne olur?
Güvenilir bir tedarikçi partiyi değiştirecek veya kredi (iade indirimi) tanıyacaktır. Bunu sorun ortaya çıktıktan sonra değil, sipariş vermeden önce yazılı olarak alın.
Aldığım tüm partiler için hangi kayıtları tutmam gerekir?
Standart partiler için DBC seramik taban tedarikçilerinin çoğu 2 ila 6 haftalık bir teslimat süresi teklif eder. Yalnızca kesin bir tarih için yazılı bir taahhüt aldıktan sonra sipariş verin.
Kritik uygulamalar için pazarlık konusu edilebilecek daha düşük bir boşluk oranı (void rate) eşik değeri var mıdır?
Kesinlikle. Güç modülünüzü elektrikli araç (EV), medikal veya havacılık/uzay uygulamalarında kullanıyorsanız, tedarikçinizin standardından daha katı bir eşik değer talep edin. Daha sıkı kabul kriterleri daha yüksek bir maliyete yol açacaktır.
Son Düşünceler
DBC seramik tabanlar teknik bilgi formunda basit görünse de, kusurların çoğu baglama sürecinde sessizce oluşur ve ancak sahada arızalandıklarında fark edilir. Bir sonraki siparişinizi vermeden önce, yalnızca bir sertifika değil, aynı zamanda gerçek inceleme verilerini de talep edin. Tedarikçileri değerlendirmede yardıma mı ihtiyacınız var? GGS Ceramic’s mühendislik ekibi teknik özelliklerinizi ve muayene gereksinimlerinizi detaylıca inceleyebilir.