Introdução ao substrato de cerâmica de cobre ligado direto (DBC).

O processo de substrato cerâmico do DBC é adicionar elementos de oxigênio entre cobre e cerâmica, obter líquido eutético Cu-O a uma temperatura de 1065 ~ 1083 ° C e depois reaja para obter uma fase intermediária (Cualo2 ou Cual2O4), de modo a perceber a combinação de placa Cu e substrato de cerâmica metalurgia química e, finalmente, através da tecnologia de litografia para alcançar a preparação de padrões, formando um circuito.

O substrato de PCB cerâmica é dividido em 3 camadas, e o material isolante no meio é Al2O3 ou ALN. A condutividade térmica de Al2O3 é tipicamente 24 W/(M · K) e a condutividade térmica de ALN é de 170 W/(M · K). O coeficiente de expansão térmica do substrato de cerâmica do DBC é semelhante ao de Al2O3/ALN, que é muito próximo do coeficiente de expansão térmica do material epitaxial de LED, que pode reduzir significativamente o estresse térmico gerado entre o chip e o em branco cerâmica substrato.

Mérito :

Como a folha de cobre tem boa condutividade elétrica e condutividade térmica, e a alumina pode efetivamente controlar a expansão do complexo Cu-al2O3-Cu, de modo que o substrato do DBC tem um coeficiente de expansão térmica semelhante à da alumina, o DBC tem as vantagens de bom condutividade térmica, forte isolamento e alta confiabilidade e tem sido amplamente utilizado na embalagem IGBT, LD e CPV. Especialmente devido à folha espessa de cobre (100 ~ 600μm), ele tem vantagens óbvias no campo da embalagem IGBT e LD.

Insuficiente :

(1) O processo de preparação usa a reação eutética entre Cu e Al2O3 a alta temperatura (1065 ° C), que requer alto equipamento e controle de processos, aumentando o custo do substrato;

(2) Devido à geração fácil de microporos entre as camadas de Al2O3 e Cu, a resistência ao choque térmico do produto é reduzida e essas deficiências se tornaram o gargalo da promoção de substratos DBC.

No processo de preparação do substrato DBC, a temperatura eutética e o teor de oxigênio precisam ser estritamente controlados, e o tempo de oxidação e a temperatura de oxidação são os dois parâmetros mais importantes. Depois que a folha de cobre é pré-oxidada, a interface de ligação pode formar fase de cuxoy suficiente para úmido al2O3 e folha de cobre, com alta resistência à ligação; Se a folha de cobre não for pré-oxidada, a molhabilidade de Cuxoy é ruim e um grande número de orifícios e defeitos permanecerá na interface de ligação, reduzindo a força de ligação e a condutividade térmica. Para a preparação de substratos de DBC usando cerâmica ALN, também é necessário pré-oxidar os substratos de cerâmica, formar filmes AL2O3 e depois reagir com folhas de cobre para reação eutética.