Introducción al sustrato de cerámica de cobre unida directa (DBC).

El proceso de sustrato de cerámica DBC es agregar elementos de oxígeno entre el cobre y la cerámica, obtener líquido cu-o eutéctico a una temperatura de 1065 ~ 1083 ° C, y luego reaccionar para obtener una fase intermedia (Cualo2 o Cual2O4), para realizar la combinación de la combinación de placa de Cu y sustrato de cerámica metalurgia química, y finalmente a través de la tecnología de litografía para lograr la preparación de patrones, formando un circuito.

El sustrato de PCB de cerámica se divide en 3 capas, y el material aislante en el medio es Al2O3 o ALN. La conductividad térmica de Al2O3 es típicamente 24 W/(M · K), y la conductividad térmica de ALN es 170 W/(M · K). El coeficiente de expansión térmica del sustrato de cerámica DBC es similar al de Al2O3/ALN, que está muy cerca del coeficiente de expansión térmica del material epitaxial LED, lo que puede reducir significativamente el estrés térmico generado entre el chip y el cerámico en blanco y el cerámico en blanco y el en blanco. sustrato.

Mérito :

Debido a que la lámina de cobre tiene buena conductividad eléctrica y conductividad térmica, y la alúmina puede controlar efectivamente la expansión del complejo Cu-Al2O3-CU, de modo que el sustrato de DBC tiene un coeficiente de expansión térmica similar a la de la alúmina, DBC tiene las ventajas de buenas Conductividad térmica, aislamiento fuerte y alta confiabilidad, y se ha utilizado ampliamente en el envasado IGBT, LD y CPV. Especialmente debido a la gruesa lámina de cobre (100 ~ 600 μm), tiene ventajas obvias en el campo del empaque IGBT y LD.

Insuficiente :

(1) El proceso de preparación utiliza la reacción eutéctica entre Cu y Al2O3 a alta temperatura (1065 ° C), lo que requiere un alto control de equipos y procesos, lo que hace que el costo del sustrato sea alto;

(2) Debido a la fácil generación de microporos entre las capas Al2O3 y CU, la resistencia al choque térmico del producto se reduce, y estas deficiencias se han convertido en el cuello de botella de la promoción de sustratos DBC.

En el proceso de preparación del sustrato de DBC, la temperatura eutéctica y el contenido de oxígeno deben controlarse estrictamente, y el tiempo de oxidación y la temperatura de oxidación son los dos parámetros más importantes. Después de que la lámina de cobre se oxida, la interfaz de unión puede formar suficiente fase cuuxoria para mojar la lámina de cerámica y cobre de Al2O3, con alta resistencia a la unión; Si la lámina de cobre no está preoxidada, la humectabilidad cuuxoria es pobre, y una gran cantidad de agujeros y defectos permanecerán en la interfaz de unión, reduciendo la resistencia a la unión y la conductividad térmica. Para la preparación de sustratos de DBC utilizando la cerámica ALN, también es necesario preoxidar los sustratos de cerámica, formar películas Al2O3 y luego reaccionar con las láminas de cobre para la reacción eutéctica.