DBC陶瓷基板是一种直接敷铜技术,利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上。它的基本原理就是在敷接过程前或过程中,在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素,在一定的温度范围内,铜与氧形成Cu-O共晶液。
这种技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4相,另一方面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合。
DBC陶瓷基板的特点主要包括:
高导热性:陶瓷基板与铜箔之间的接触热阻低,具有优良的热传导性能。
高可靠性:在高温下长时间使用仍能保持其性能,具有较高的稳定性和可靠性。
耐高温、耐腐蚀:陶瓷基板的材料具有较高的耐高温和耐腐蚀性能。
良好的电气性能:陶瓷基板具有较低的介电常数,绝缘性能良好,能提供稳定的电气连接性。
工序简单:相较于传统的PCB板制作,DBC陶瓷基板的制作工艺较为简单,可节省部分材料和工时。
附着力强:铜箔与陶瓷基板之间具有足够的附着强度,不易脱落或开裂。
载流能力强:由于铜导体电性能优越,且有强大的载流能力,可以实现高功率容量。
与Si相匹配的热膨胀系数:AIN基片的热膨胀系数和Si较接近,各类芯片可以直接焊于DBC基片上,使连接层数减少,减低热阻值。简化各类半导体结构。由于DBC基片中热膨胀系数和Si较为匹配。
这些特点使得DBC陶瓷基板在需要散热、导热、绝缘性能的产品应用中成为优选基板,如电力电子模块、半导体制冷和LED器件等。然而,其成本较高且制作工艺较为复杂,成品率相对较低。
DBC陶瓷基板的应用领域主要包括:
大功率白光LED模组:作为高导热、高绝缘的基板,DBC陶瓷基板广泛应用于大功率白光LED模组中,为LED芯片提供稳定的散热和支撑。
紫外/深紫外LED器件封装:DBC陶瓷基板能够承受紫外/深紫外LED器件封装所需的高温烧结和化学气相沉积等工艺,同时提供良好的光学和热学性能。
激光二极管(LD):作为高导热、高绝缘的基板,DBC陶瓷基板可用于制造激光二极管(LD),为LD芯片提供稳定的散热和支撑。
汽车传感器:DBC陶瓷基板具有高耐温和耐腐蚀性能,可用于制造汽车传感器,如压力传感器、温度传感器等。
制冷型光伏(CPV):DBC陶瓷基板的高导热性能使其成为制冷型光伏(CPV)领域的理想选择,为光伏电池提供高效的散热。
5G光通信:DBC陶瓷基板适用于5G光通信领域,为光模块提供稳定的散热和支撑。
高端制冷器:DBC陶瓷基板的高导热性能和良好的机械性能使其成为高端制冷器的理想选择,如用于服务器和数据中心的高效冷却。
聚焦型光伏(CPV):DBC陶瓷基板适用于聚焦型光伏(CPV)领域,为光伏电池提供高效的散热。
微波射频器件:DBC陶瓷基板适用于制造微波射频器件,如滤波器、放大器等。
电子电力器件(IGBT):DBC陶瓷基板适用于电子电力器件(IGBT)领域,为IGBT芯片提供稳定的散热和支撑。
DBC陶瓷基板在电力电子、半导体封装、汽车传感器、光通信等领域都有广泛的应用。