新年臨近，決心之際，也是研究定制直接鍵合銅（DBC）與活性金屬釬焊（AMB）基板主要設(shè)計(jì)原則的絕佳機(jī)會(huì)。不僅設(shè)計(jì)工程師需要了解如何優(yōu)化其設(shè)計(jì)，工藝與質(zhì)量工程師及其采購(gòu)人員也應(yīng)了解各種不同的設(shè)計(jì)方案及其優(yōu)缺點(diǎn)。如果你是一名新晉工程師，一起來(lái)看我們分享的知識(shí)吧！如果你是一名資深工程師，看是否從我們的文章中有新收獲。

01 母板設(shè)計(jì)

多年以來(lái)，羅杰斯一直在生產(chǎn)母板規(guī)格的DBC和AMB基板，力圖在同一母板上容納多個(gè)獨(dú)立基板。對(duì)于大部分氧化鋁（Al2O3）、氮化鋁（AlN）和氮化硅（Si3N4）供應(yīng)商而言，7.5”×5.5”母板已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)陶瓷尺寸。我們也設(shè)計(jì)了各種生產(chǎn)設(shè)備和工具用于處理該母板從來(lái)料到終檢的所有工序。原材料的銅片也以稍小于陶瓷板的尺寸裁切， 使得我們的客戶能夠獲得最大7”×5”的母板可用面積。

02 多種形狀，多種交付選擇

DBC和AMB基板可以制成各種形狀，但其中最經(jīng)濟(jì)的是矩形。矩形基板可以輕松實(shí)現(xiàn)矩陣排布，不留任何側(cè)隙。采用快速且易于實(shí)現(xiàn)的激光劃線工藝對(duì)基板外緣進(jìn)行預(yù)切割，可沿劃線手動(dòng)或用自動(dòng)設(shè)備分開(kāi)。當(dāng)然也可以用激光切割取代激光劃線，但前者速度明顯慢于后者，且在基板切割完成后，還要設(shè)計(jì)用于表面清洗與電鍍等后續(xù)工藝的工具與設(shè)備，其要能夠處理多種尺寸的元件，而非處理一種特定的母板尺寸。這一方案明顯不具有商業(yè)可行性。

基板角上可應(yīng)要求增加斜角，一般是45°，但其它角度也可以接受。只要斜角的角度和尺寸不變，它們將不會(huì)影響單個(gè)基板間的接觸面。此外，相比基板長(zhǎng)度和寬度，斜角不得過(guò)小或過(guò)大。過(guò)大會(huì)導(dǎo)致母板不夠穩(wěn)定，從而引起制造期間不必要的破損，過(guò)小就無(wú)法去除斜角。我們可以免費(fèi)處理裁切、定位槽和內(nèi)凹，但我們強(qiáng)烈建議您在斥資購(gòu)買模塊輔助模具前，讓羅杰斯先進(jìn)電子解決方案團(tuán)隊(duì)檢查你的設(shè)計(jì)。

圓形、橢圓形或其它復(fù)雜形狀均可行，但它們需要用激光從母板上切割出來(lái)?；逋ǔＪ亲鳛閱我辉M(jìn)行交付，但矩形基板可作為母板設(shè)計(jì)交付，進(jìn)行或不進(jìn)行預(yù)切割均可。最適合自己公司的方案取決于自己的商業(yè)模式。有些模塊制造商需要大批購(gòu)買少量幾種基板，有些則需要小批購(gòu)買很多種類的基板。根據(jù)你所使用的或計(jì)劃使用的生產(chǎn)設(shè)備和工具，我們可以以單一基板或以母板的形式交付，結(jié)果完全不同。單一元件容易上手，所以是開(kāi)始新設(shè)計(jì)的不二之選。相對(duì)地，如果你希望在精簡(jiǎn)設(shè)備與工具成本的同時(shí)，優(yōu)化大規(guī)模生產(chǎn)的人工與工藝成本，母板將是你的最優(yōu)選擇。

03 優(yōu)化基板尺寸，增加母板表面積

你可以根據(jù)單一基板的尺寸與形狀，在每張母板上排布最多一千塊基板。雖然超大和超小基板在理論上都是可行的，但都存在一些特定的問(wèn)題。超小基板需要花很長(zhǎng)時(shí)間在激光劃線、切割、最終檢驗(yàn)和包裝上。而為了達(dá)到產(chǎn)品要求，通常還需要特殊的切割工具和定制的托盤(pán)包裝。經(jīng)驗(yàn)表明，長(zhǎng)寬小于15 mm的基板生產(chǎn)成本更高。相反，超大基板更容易處理，但只能由最優(yōu)質(zhì)基板原板制成。質(zhì)量低劣的基板原板會(huì)出現(xiàn)大量缺陷，無(wú)法通過(guò)最終檢驗(yàn)。

圖1：能夠100%利用母板表面的基板尺寸

設(shè)計(jì)基板時(shí)需要考慮的另一重要問(wèn)題是如何充分利用7”×5”的母板可用面積。設(shè)計(jì)中沒(méi)有用到的面積會(huì)報(bào)廢，但也算在總基板成本中。理想情況下，基板尺寸應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)100%的利用率。圖1列出了可排布1-100基板的的最佳尺寸。理論上，所有矩形基板都是可行的，但長(zhǎng)條形沒(méi)有正方形常見(jiàn)。根據(jù)應(yīng)用中基板的可用面積，長(zhǎng)寬比不應(yīng)超過(guò)系數(shù)“2”，否則會(huì)導(dǎo)致單一基板的過(guò)度彎曲。彎曲是基板芯片封裝工藝以及后續(xù)底板或散熱底板裝配工藝中的一個(gè)重要參數(shù)?？上У氖?，基板并不是完全平的，影響其彎曲的因素眾多，例如形狀、尺寸、長(zhǎng)寬比、是在母板長(zhǎng)邊還是短邊、電路設(shè)計(jì)以及銅和陶瓷的厚度。