一种新颖的陶瓷基板金属化技术：DBC基板的原理及应用

本文论述了直接敷铜基板的基本原理，技术特点，及以该技术为基础开发的多层ＤＢＣ基板，三维ＤＢＣ基板，水冷ＤＢＣ基板以及ＤＢＣ气密封装产品，介绍了ＤＢＣ基板的应用领域。     

陶瓷—铜键合基板（DBC）在功率模块的最近发展

DBC基板是功率模块上标准的电路板材料。利用DBC技术、厚铜箔(0．125mm-0.7Dmm)便可覆合在氧化铝或氮化铝陶瓷上。由於这种铜与陶瓷间结合力很强，致使其水平方向热膨胀系数减低到略比陶瓷热膨胀TEC大些。这样，在装配大型硅芯片时，就不需再用控制热膨胀的过渡片，芯片便可直接焊接在此基板上。因为DBC技术使用铜箔，令在陶瓷面上直接引出悬空的铜集成引脚实现。新的微导孔技木、结合此种集成引脚，今工程师们可以设计出轻巧、散热性良的气密封装模块。利用三维微通道式液冷散热基板置於高功率区底部，令高新技术、低热阻性(0．03k／W)的多芯片式模块可开发成功。一种新的、柔韧度高达>1000Mpa、及具有优异的耐高低温循环性的氧化铝DBC基板已经发展完成。     

DBC陶瓷基板附着力的研究

直接敷铜(DBC)法陶瓷基板是新型的陶瓷-金属连接方法。附着力是这种基板的主要性能，结合生产实践中发现的问题，对影响附着力的一些主要工艺因素进行了分析研究，力求获得最佳的工艺状态，提高DBC基片的质量，拓宽应用领域。     

大电流AlN直接焊覆铜基板技术

本研究通过对ＡｌＮ陶瓷表面及Ｃｕ箔表面进行处理,然后在１０４０￣１０７０℃的气氛中实施ＡｌＮ陶瓷与Ｃｕ箔直接焊覆工艺,制作出ＡｌＮ－ＤＢＣ基板。并对ＡｌＮ－ＤＢＣ基板的形成机理,在可靠性做了初步探讨,取得了一定成果。同一     

IPM中覆铜陶瓷基板的热传导性能研究北大核心CSCD

覆铜陶瓷(DBC)基板在功率模块的封装中应用广泛,其热传导性能对于功率模块的可靠性至关重要。基于智能功率模块(IPM)中覆铜陶瓷基板的图形化结构,制作不同材料及厚度的DBC基板样品并进行了热传导性能测试。通过仿真研究,进一步讨论DBC基板各层材料及厚度等因素的影响规律。实验与仿真结论一致,DBC基板的热传导性能随铜层厚度增加先增强后降低,随陶瓷层厚度增加而降低。在瞬态研究中发现,相同功率加载的初始10 s内,不同材料结构的DBC基板样品最高温度差高于55℃。因此,优化DBC基板的陶瓷层材料和尺寸设计对于提升功率模块的热可靠性有着重要的意义。     

新一代IGBT模块用高可靠氮化硅陶瓷覆铜基板研究进展

电动汽车是靠电能驱动的最理想的"清洁车辆",是解决能源环境问题的有效途径。作为电动汽车驱动系统的核心IGBT模块,对封装材料的可靠性提出了越来越高的要求。从目前国际最新的实用化IGBT模块的发展出发,介绍了一种新型的IGBT模块封装用氮化硅陶瓷覆铜基板,综述了国内外的研究现状,介绍了氮化硅陶瓷覆铜基板制备技术。     

氮化铝陶瓷直接覆铜技术

研制出一种直接覆铜ＡｌＮ基板。先将ＡｌＮ 陶瓷基板作表面氧化处理, 然后在１ ０６３～１ ０７０℃下, 氮气氛中煅烧, 使铜箔直接焊敷在ＡｌＮ基板上。铜箔的剥离强度可达到８５３．２ Ｐａ, 厚度为０．１～０．５ ｍ ｍ , 最大基板面积可达５０ ｍ ｍ ×５０ ｍ ｍ     

低温共烧玻璃陶瓷基板材料的研究

在多层互连基板中，基板材料的介电常数直接影响器件信号的传输速度。本文研究了低温共烧多层基板中玻璃陶瓷材料的填充介质及玻璃介质与基板介电常数以及烧结温度等性能的关系。     

氮化铝陶瓷直接覆铜基板界面空洞控制技术研究

氮化铝陶瓷直接覆铜基板是将铜箔在高温下直接键合到氮化铝陶瓷表面而制成的一种复合陶瓷基板,具有高导热性、高电绝缘性、大电流容量、高机械强度等特点,广泛应用于智能电网、动力机车、汽车电子等电力电子领域.本文从机理上分析了氮化铝覆铜基板界面空洞产生的原因,研究了影响界面空洞的主要技术参数,得出结论:氮化铝和无氧铜表面氧化层均匀性是影响界面空洞的主要因素;采用纯干氧气氛氧化氮化铝陶瓷可以在其表面形成致密氧化膜,有效减少界面空洞的产生;采用低氧含量高温氧化的方法氧化无氧铜后,有助于减少铜与氮化铝界面空洞;当氮化铝直接覆铜工艺的氧含量为5×10-4时,氮化铝覆铜基板界面空洞比例达到2％.     

Si3N4覆铜基板的界面空洞控制技术

为满足新一代SiC基功率模块的先进封装需求,研究了Si3N4覆铜活性金属焊接(AMB)基板的界面空洞控制技术,使Si3N4陶瓷与铜箔界面处的空洞率低于1％.选用Ag-Cu-Ti活性金属焊片作为Si3N4覆铜基板的焊料层,其中的活性组分Ti可与Si3N4生成界面反应层TiN,该材料是界面空洞控制的关键.在分析界面空洞形成机理的基础上,以空洞率为指标,对原材料前处理、AMB工艺参数(焊接压力和焊接温度)进行全因子试验设计(DOE)及方差分析,得到最佳的参数组合为:化学法与还原法相结合的原材料前处理方式,焊接压力约2N,焊接温度900℃.通过原材料前处理和AMB工艺优化的界面空洞控制技术,研制出界面空洞率小于1％的Si3N4覆铜基板,能够满足SiC.基功率模块封装基板的高可靠应用需求.     

陶瓷基板研究现状及新进展

近年来,电力机车、电动汽车和微波通信等行业发展迅速,系统所用的电子器件具有大功率、小尺寸、高集成和高频率等特点.为满足电子器件散热、密封和信号传输优良的需求,陶瓷基板以较高的热导率、与半导体材料相匹配的热膨胀系数、致密的结构和较高的机械强度等特性得到广泛的应用.首先综述了不同陶瓷基板材料的性能、发展历史和新进展,分析了各自的优缺点;然后综述了陶瓷基板的制备工艺,对多层共烧陶瓷技术进行了详细介绍,并简述了陶瓷基板的应用;最后指出了陶瓷基板的研究方向和面临的挑战.     

LED灯散热途径分析与陶瓷基板研究

LED具有节能、省电、高效、反应时间快等特点已得到广泛应用,但是LED发光时所产生的热能若无法导出,将会导致LED工作温度过高,从而影响LED灯的寿命、光效以及稳定性。本文从LED温度产生的原因出发,分析LED灯的散热途径以及陶瓷散热基板技术。