Introducere în substratul ceramic de cupru legat direct (DBC).

Procesul de substrat ceramic DBC este de a adăuga elemente de oxigen între cupru și ceramică, obținerea lichidului Cu-O eutectic la o temperatură de 1065 ~ 1083 ° C, apoi reacționează pentru a obține o fază intermediară (CUALO2 sau CUAL2O4), pentru a realiza combinația de placă CU și metalurgie chimică a substratului ceramic și, în final, prin tehnologia de litografie pentru a realiza pregătirea modelului, formând un circuit.

Substratul PCB ceramic este împărțit în 3 straturi, iar materialul izolant din mijloc este Al2O3 sau Aln. Conductivitatea termică a Al2O3 este de obicei 24 W/(M · K), iar conductivitatea termică a ALN este de 170 W/(M · K). Coeficientul de expansiune termică a substratului ceramic DBC este similar cu cel al Al2O3/ALN, care este foarte aproape de coeficientul de expansiune termică a materialului epitaxial LED, care poate reduce semnificativ stresul termic generat între cip și ceramica necompletată substrat.

Merit :

Deoarece folia de cupru are o conductivitate electrică bună și conductivitate termică, iar alumina poate controla eficient expansiunea complexului Cu-al2O3-CU, astfel încât substratul DBC să aibă un coeficient de expansiune termică similară cu cea a aluminei, DBC are avantajele bunelor bune Conductivitatea termică, izolarea puternică și fiabilitatea ridicată și a fost utilizată pe scară largă în ambalajele IGBT, LD și CPV. Mai ales datorită foliei groase de cupru (100 ~ 600 μm), are avantaje evidente în câmpul ambalajului IGBT și LD.

Insuficient :

(1) Procesul de preparare folosește reacția eutectică între Cu și Al2O3 la temperaturi ridicate (1065 ° C), care necesită un control ridicat și un control al procesului, ceea ce face ca costul substratului să fie ridicat;

(2) Datorită generarii ușoare de micropore între straturile Al2O3 și Cu, rezistența la șoc termică a produsului este redusă, iar aceste deficiențe au devenit blocajul promovării substraturilor DBC.

În procesul de preparare a substratului DBC, temperatura eutectică și conținutul de oxigen trebuie controlat strict, iar timpul de oxidare și temperatura de oxidare sunt cei mai importanți doi parametri. După ce folia de cupru este pre-oxidată, interfața de legare poate forma suficientă fază de cuxoy la ceramică al2O3 umedă și folie de cupru, cu o rezistență ridicată de legare; Dacă folia de cupru nu este pre-oxidată, umectabilitatea Cuxoy este slabă și un număr mare de găuri și defecte vor rămâne în interfața de legătură, reducând rezistența la lipire și conductivitatea termică. Pentru prepararea substraturilor DBC folosind ceramică ALN, este necesară, de asemenea, pre-oxidizarea substraturilor ceramice, să formeze filme AL2O3, apoi să reacționeze cu folii de cupru pentru reacție eutectică.