Introduzione al substrato in ceramica in rame diretto (DBC).

Il processo del substrato ceramico DBC consente di aggiungere elementi di ossigeno tra rame e ceramica, ottenere un liquido eutettico Cu-O a una temperatura di 1065 ~ 1083 ° C e quindi reagire per ottenere una fase intermedia (Cualo2 o Cual2O4), in modo da realizzare la combinazione della piastra Cu e della metallurgia chimica del substrato ceramico e infine attraverso la tecnologia litografica per ottenere la preparazione dei modelli, formando un circuito.

Il substrato PCB ceramico è diviso in 3 strati e il materiale isolante nel mezzo è Al2O3 o ALN. La conduttività termica di AL2O3 è in genere 24 W/(M · K) e la conduttività termica di ALN è di 170 W/(m · K). Il coefficiente di espansione termica del substrato ceramico DBC è simile a quello di AL2O3/ALN, che è molto vicino al coefficiente di espansione termica del materiale epitassiale a LED, che può ridurre significativamente lo stress termico generato tra il chip e la ceramica in bianco substrato.

Merito :

Poiché il foglio di rame ha una buona conducibilità elettrica e conducibilità termica e l'allumina può controllare efficacemente l'espansione del complesso Cu-al2o3-Cu, in modo che il substrato DBC abbia un coefficiente di espansione termica simile a quella dell'alumina, DBC ha i vantaggi del bene Conducibilità termica, forte isolamento e elevata affidabilità ed è stato ampiamente utilizzato nell'imballaggio IGBT, LD e CPV. Soprattutto a causa della spessa foglio di rame (100 ~ 600μm), presenta evidenti vantaggi nel campo della confezione IGBT e LD.

Insufficiente :

(1) Il processo di preparazione utilizza la reazione eutettica tra Cu e Al2O3 ad alta temperatura (1065 ° C), che richiede un elevato controllo delle apparecchiature e del processo, rendendo alto il costo del substrato;

(2) A causa della facile generazione di micropori tra gli strati AL2O3 e Cu, la resistenza agli shock termici del prodotto è ridotta e queste carenze sono diventate il collo di bottiglia della promozione dei substrati DBC.

Nel processo di preparazione del substrato DBC, la temperatura eutettica e il contenuto di ossigeno devono essere strettamente controllati e il tempo di ossidazione e la temperatura di ossidazione sono i due parametri più importanti. Dopo che la lamina di rame è stata pre-ossidata, l'interfaccia di legame può formare abbastanza fase di ceuxoy per bagnare il foglio di ceramica e rame AL2O3, con elevata resistenza di legame; Se il foglio di rame non è pre-ossidato, la bagnabilità dei cuxoy è scarsa e un gran numero di fori e difetti rimarrà nell'interfaccia di legame, riducendo la resistenza del legame e la conducibilità termica. Per la preparazione di substrati DBC che utilizzano ceramiche ALN, è anche necessario pre-ossidare i substrati di ceramica, formulare film AL2O3 e quindi reagire con fogli di rame per la reazione eutettica.