AMB（活性金属钎焊）陶瓷基板技术及应用概述

AMB（活性金属钎焊）技术是在DBC（直接键合铜）技术基础上发展起来的一种先进陶瓷与金属封装工艺。

相较于传统DBC基板，采用AMB工艺制备的陶瓷基板具备更优异的热导率、更强的铜层结合力，以及更低的热阻和更高的可靠性。此外，AMB工艺可在单次加热过程中完成键合，具有操作简便、周期短、封接质量好、适用陶瓷种类广泛等优势，因此在国内外迅速发展，并广泛应用于电子设备制造中。

AMB工艺概述

AMB工艺通过在钎料中引入活性元素（含量通常为2%~8%），使其与陶瓷表面发生化学反应，形成反应层，从而显著提升钎料在陶瓷表面的润湿性，实现陶瓷与金属的高强度直接钎焊。活性元素含量过低会导致润湿性不足，难以完成封接；含量过高则会使钎料脆性增大，削弱结合强度。

三种主流的AMB陶瓷基板材料

AMB陶瓷基板主要应用于功率半导体模块，作为硅基及碳化硅基功率芯片的衬底材料。目前技术成熟的AMB陶瓷基板包括氧化铝（Al₂O₃）、氮化铝（AlN）和氮化硅（Si₃N₄）三种类型。

目前，Al₂O₃覆铜陶瓷基板多用于LED等低功率散热器件；而AlN与Si₃N₄覆铜陶瓷基板则广泛应用于高铁、风力发电等大功率IGBT模块中。

1. Al₂O₃陶瓷基板

特点：强度高、硬度大、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能优良。

优势：工艺成熟，成本最低，是目前性价比最高的AMB陶瓷基板。

局限：导热系数较低，散热能力有限，适用于功率密度不高、对可靠性要求较宽松的领域。

2. AlN陶瓷基板

特点：理论热导率高达319W/(m·K)，介电常数低，热膨胀系数与硅匹配良好，绝缘性能优越。

优势：是微电子封装中理想的基板材料，尤其适用于高压、大电流场景，如高铁、高压变流器和直流输电系统。

局限：机械强度较低，高低温循环冲击寿命有限，制约了其应用范围。

3. Si₃N₄陶瓷基板

特点：热导率超过90W/(m·K)，铜层厚度可达800μm，热容量大，传热性能优异。

优势：热膨胀系数（2.4ppm/K）与SiC芯片（4ppm/K）接近，热匹配性好，适合直接封装裸片。

应用：已成为新能源汽车、光伏逆变器、风力发电、高压直流输电等高可靠性、高散热、低局部放电应用场景的首选基板材料。

市场应用概况

据统计，在600V以上功率半导体所使用的陶瓷基板中，DBC与AMB是两种主流工艺。其中：

AMB-Si₃N₄基板：主要用于电动汽车（EV/HV）功率模块。

AMB-AlN基板：则广泛应用于高铁、高压变流器及直流输电等大功率、高电流环境。

百能云板AMB陶瓷基板产品展示