鋁碳化硅的產(chǎn)品檢驗(yàn)該如何做？
AlSiC（鋁碳化硅）材料試樣可以用線切割、磨床加工。加工好的試樣，就可以用通用的固體材料檢驗(yàn)方法去檢驗(yàn)其材料指標(biāo)，如熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、材料成份等。鋁碳化硅是各項(xiàng)同性材料。
材料純度好的，熱導(dǎo)率可以高達(dá)240W/mK （25℃）以上。熱膨脹系數(shù)的檢驗(yàn)，在沒有專用儀器檢測(cè)的情況下，檢驗(yàn)材料密度就可以。比如，材料密度在2.96～2.97g/cm3的，熱膨脹系數(shù)在7～9ppm/℃ （30～150℃）之間，適合高功率電子封裝。
鋁碳化硅材料密度可以直接體現(xiàn)材料品質(zhì)的好壞。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，如果材料密度不足2.96g/cm3，那么材料致密性不足，同時(shí)熱導(dǎo)率不用測(cè)也知道不會(huì)達(dá)標(biāo)。密度過高的產(chǎn)品，說明陶瓷成份過高，材料會(huì)呈現(xiàn)脆性。國(guó)外有客戶，在檢驗(yàn)鋁碳化硅基板產(chǎn)品時(shí)，在兩塊基板的拱面之間夾一塊硬幣，然后把四周螺絲上緊，如果基板斷裂，說明產(chǎn)品脆性過大，不適合軌道交通、新能源汽車等振動(dòng)、沖擊環(huán)境使用。
材料成份中，如果鋁中的硅含量超過8%，那么材料抗彎強(qiáng)度會(huì)不足。只有一項(xiàng)指標(biāo)是沒有現(xiàn)成設(shè)備可以檢驗(yàn)的，那就是鋁層厚度。目前沒有發(fā)現(xiàn)可以準(zhǔn)確無損地檢驗(yàn)出鋁層厚度的設(shè)備。但只要表面有機(jī)加過的紋路，如車床、銑床刀痕，理論上那個(gè)鋁層厚度就屬于無法控制的范疇，一定無法達(dá)標(biāo)。表面色澤不均勻的，也要分析形成的原因。
可以采用的方法是把產(chǎn)品砸開或用線切割切開，然后用手持式帶刻度的顯微鏡去觀察（鋁碳化硅是灰黑色的，鋁層發(fā)白），這樣不但可以觀察鋁層厚度是否超標(biāo)，而且可以觀察鋁層厚度是否均勻。只是這種檢驗(yàn)方法不適合大規(guī)模檢驗(yàn)，也不容易檢測(cè)出假鋁層。而表面鋁層厚度是非常關(guān)鍵的指標(biāo)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)也催生了市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國(guó)家鼓勵(lì)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國(guó)外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，從2017年的76億美元增長(zhǎng)至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國(guó)大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來臨，汽車電動(dòng)化進(jìn)程拉動(dòng)IGBT規(guī)模增長(zhǎng)。得益于對(duì)清潔能源高速增長(zhǎng)的需求，IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，IGBT市場(chǎng)在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場(chǎng)規(guī)模的重要增量，2020年市場(chǎng)規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車用IGBT市場(chǎng)規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，中國(guó)大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國(guó)已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)將持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
