Εισαγωγή σε άμεσο κεραμικό υπόστρωμα χαλκού (DBC).

Η διεργασία υποστρώματος DBC κεραμικού υποστρώματος είναι η προσθήκη στοιχείων οξυγόνου μεταξύ χαλκού και κεραμικών, λαμβάνοντας Cu-O Eutectic υγρό σε θερμοκρασία 1065 ~ 1083 ° C και στη συνέχεια αντιδρούν για να ληφθεί μια ενδιάμεση φάση (CUALO2 ή CUAL2O4), έτσι ώστε να συνειδητοποιήσει τον συνδυασμό της πλάκας Cu και του κεραμικού υποστρώματος χημικής μεταλλουργίας και τελικά μέσω της τεχνολογίας λιθογραφίας για να επιτευχθεί η προετοιμασία του σχεδίου, σχηματίζοντας ένα κύκλωμα.

Το κεραμικό υπόστρωμα PCB χωρίζεται σε 3 στρώματα και το μονωτικό υλικό στη μέση είναι AL2O3 ή ALN. Η θερμική αγωγιμότητα του AL2O3 είναι τυπικά 24 W/(m · k) και η θερμική αγωγιμότητα του ALN είναι 170 W/(m · k). Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του κεραμικού υποστρώματος DBC είναι παρόμοιος με εκείνον του AL2O3/ALN, το οποίο είναι πολύ κοντά στον συντελεστή θερμικής διαστολής του επιταξιακού υλικού LED, το οποίο μπορεί να μειώσει σημαντικά το θερμικό στρες που παράγεται μεταξύ του τσιπ και του κενού κεραμικού υπόστρωμα.

Αξία :

Επειδή το φύλλο χαλκού έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα και η αλουμίνα μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την επέκταση του συμπλόκου Cu-Al2O3-Cu, έτσι ώστε το υπόστρωμα DBC να έχει συντελεστή θερμικής επέκτασης παρόμοιο με αυτό της αλουμίνας, το DBC έχει τα πλεονεκτήματα του καλού Η θερμική αγωγιμότητα, η ισχυρή μόνωση και η υψηλή αξιοπιστία και χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε συσκευασίες IGBT, LD και CPV. Ειδικά λόγω του παχιά φύλλο χαλκού (100 ~ 600 μm), έχει προφανή πλεονεκτήματα στον τομέα της συσκευασίας IGBT και LD.

Ανεπαρκής :

(1) Η διαδικασία παρασκευής χρησιμοποιεί την ευτηκτική αντίδραση μεταξύ Cu και Al2O3 σε υψηλή θερμοκρασία (1065 ° C), η οποία απαιτεί υψηλό έλεγχο εξοπλισμού και διεργασιών, καθιστώντας το κόστος του υποστρώματος υψηλό.

(2) Λόγω της εύκολης παραγωγής μικροπορίων μεταξύ των στρωμάτων AL2O3 και CU, η αντοχή σε θερμικό σοκ του προϊόντος μειώνεται και αυτές οι ελλείψεις έχουν γίνει η συμφόρηση της προώθησης των υποστρωμάτων DBC.

Στη διαδικασία παρασκευής του υποστρώματος DBC, η ευτηκτική θερμοκρασία και η περιεκτικότητα σε οξυγόνο πρέπει να ελέγχονται αυστηρά και ο χρόνος οξείδωσης και η θερμοκρασία οξείδωσης είναι οι δύο πιο σημαντικές παράμετροι. Αφού το φύλλο χαλκού προ-οξειδοποιείται, η διασύνδεση συγκόλλησης μπορεί να σχηματίσει αρκετή φάση Cuxoy για να υγροποιήσει το Ceramic και το χαλκό φύλλο AL2O3, με υψηλή αντοχή δέσμευσης. Εάν το φύλλο χαλκού δεν είναι προ-οξειδωμένο, η υγρασία του Cuxoy είναι φτωχή και ένας μεγάλος αριθμός οπών και ελαττωμάτων θα παραμείνει στη διεπαφή συγκόλλησης, μειώνοντας την αντοχή συγκόλλησης και τη θερμική αγωγιμότητα. Για την παρασκευή υποστρωμάτων DBC χρησιμοποιώντας κεραμικά ALN, είναι επίσης απαραίτητο να προ-οξειδώσουμε τα κεραμικά υποστρώματα, να σχηματίσουν ταινίες AL2O3 και στη συνέχεια να αντιδράσουν με φύλλα χαλκού για ευτηκτική αντίδραση.