AlN覆铜板盐雾环境下的退化行为研究

摘要

目的研究AlN覆铜板在盐雾环境下的性能退化及其微观机制。方法采用交替喷雾和干燥方法对AlN覆铜板进行15周期的中性盐雾试验,并在第1、3、6、10、15周期时检测其相关性能。主要通过击穿电压测试、介电性能测试和导热性能测试等方法,分别评价AlN覆铜板的电绝缘特性、介电损耗及导热系数,并通过扫描电镜和能谱测试对试样表面/截面微观形貌和元素变化进行分析。结果AlN覆铜板导热系数和击穿电压随盐雾试验周期的增长而逐渐退化,最大退化率分别为13.2%和73.8%。介电损耗明显增加,盐雾试验15周期后,在低频区域的最大值约为1.3。Cu电极发生明显腐蚀,生成大量绿色腐蚀产物,导致表面Ni-P镀层脱落失效。H2O分子扩散进入AlN陶瓷内部,在局部区域造成陶瓷水解,逐渐形成微裂纹。结论盐雾试验过程中,Ni-P镀层逐渐开裂剥落,Cu电极表面最终形成大面积疏松多孔的腐蚀产物层。H2O、Cl–、Na+等逐渐溶解扩散进入AlN陶瓷,导致陶瓷中空位、裂纹、杂质缺陷浓度增加,二者都会增强导热过程中的声子-缺陷散射,进而导致AlN覆铜板导热系数退化。